[发明专利]市场环境下梯级水电站中长期调度与检修计划优化方法

说明书

本发明属于梯级水电站调度与检修技术领域，尤其涉及一种市场环境下梯级水电站中长期调度与检修双层优化方法。为降低梯级水电站检修计划对运营收益的影响，本发明通过构建梯级水电站中长期调度与检修计划双层优化模型，实现中长期调度和检修计划的联合优化。在中长期优化调度过程中，以径流和价格预测为参考，根据径流和价格预测进行决策，应用遗传算法优化各时段梯级水电站出力，搜寻最优效益空间；在检修计划优化过程中，重点考虑了梯级上、下游水电站水力、电力耦合关系对检修计划的影响，以中长期调度中间结果为边界条件，以最小检修损失为优化目标，将检修损失优化结果与中长期发电收益归并为总收益，从而实现联合优化。

技术领域

本发明属于梯级水电站调度与检修技术领域，尤其涉及一种市场环境下梯 级水电站中长期调度与检修计划优化方法。

背景技术

经过多年“流域、梯级、滚动、综合”开发，我国西南地区逐步形成特大 流域和干流梯级水电站群，且随着电力市场化建设不断推进，梯级水电站参与 电力市场与其他类型电源同台竞价成为趋势。梯级水电站级数逐步增多，装机 规模逐渐增大，其运行状态对水电企业运营效益及电力系统安全稳定影响日益 显著。水电站运行方式受限于径流变化和库容裕度，且最大灵活出力范围亦受 机组检修计划直接影响，从而间接决定其电能供应能力。市场环境下，水电企 业作为独立经济实体，实现最大效益将成为主要运营目标，制定检修计划时需 综合考虑各种因素，例如：适时检修产生的经济效益；检修周期安排不当带来的潜在损失，包括检修过度产生的额外成本，检修周期过长增加的停运风险损 失等。如何在市场环境下合理安排梯级水电站检修计划，降低对运营收益的影 响，有效利用水电资源，已成为水电企业亟需解决的问题。目前，国内外学者 已针对发电企业如何编制机组检修计划进行了深入研究，但多数研究分开处理 机组出力计划与检修计划，即出力计划制定以给定检修状态为前提，一定程度 上限制了经济运行优化空间。有文献提出机组检修与调度计划综合优化的思路， 根据中长期双边合同固定容量和价格，及短期市场电价预测进行决策，综合效 益显著提高，但研究对象主要为常规火电机组，这对机组出力受限，且承担防洪、灌溉等社会职能的水电站而言，缺乏适应性。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种市场环境下梯级水电站长期调度与检修计 划双层优化方法，包括以下步骤：

步骤1：以收益最大化为目标，建立中长期调度和检修计划双层优化模型， 目标函数表示为：

maxR_total＝R_G+L_oss

式中：R_total为总收益，R_G为中长期发电预期售电收益，L_oss为水电机组检 修预期损失；

步骤2：根据径流和价格预测进行决策，优化各时段梯级水电站出力，搜寻 最优效益空间；

步骤3：考虑梯级上、下游水电站水力、电力耦合关系对检修计划影响，以 及水电机组出力受限于径流变化的特征，将步骤2优化各时段梯级水电站出力 的中间结果作为检修计划优化决策的边界条件，以最小检修损失为优化目标对 梯级水电站进行检修计划优化；

步骤4：将步骤2优化各时段梯级水电站出力的中间结果与步骤3的检修计 划优化结果归并，通过反复迭代寻优，直至总收益最大化。

所述中长期调度和检修计划双层优化模型包括中长期优化调度模型和检修 计划优化模型，其中，中长期优化调度模型用于对梯级水电站进行中长期调度 优化，检修计划优化模型用于对梯级水电站检修计划进行优化。

所述步骤2采用遗传算法优化各时段梯级水电站出力，具体步骤为：

1)通过设置遗传算法参数随机生成初始染色体种群，所述参数包括交叉率、 变异率、迭代次数；

2)通过染色体解码，计算满足约束的各水电站出力以及售电收益；