[发明专利]一种基于梯级水库运行系数的梯级水库优化运行方法

权利要求书

1.一种基于梯级水库运行系数的梯级水库优化运行方法，其特征在于：第一步：梯级水库运行系数进行运算；

第二步：建立梯级水库运行系数优化模型；

第三步：进行综合求解；

第一步梯级水库运行系数进行运算的具体方法：针对梯级水电站，提出水库调 峰分配系数和基荷系数定义如下：

mn＝1,2,...,12对应各月的运行系数，i＝1,2,...,5对应5梯级水电站；x和d分别为旬和日的索引，x＝1,2,3，d＝1,2,...,10；和分别为水电站i在mn月的调峰分配系数和基荷系数；和分别为水电站i在x旬d日提供的调峰电量和基荷发电用水量；为水电站i在x旬的可用水量，包括天然来水量和水库可用水量两部分；Δt为研究的时段长度，取Δt＝10；

系统剩余电量需求计算方法如下：

为系统在x旬d日的剩余电量需求，为系统在x旬d日的外送电量需求；为风电场j在x旬d日提供的电量，为光伏电站k在x旬d日提供的电量，为水电站i在x旬d日提供的基荷电量；

月内的某一天各梯级水电站的日发电量计算如下：

和分别代表一天内的剩余电量需求和水电站i提供的基荷电量，完全由对应月份的可用水量和决定；为水电站i需要在当天提供的电量；

将各梯级电站基荷电量对应的发电流量在时序上分配，需要满足如下要求：

P_a,i(t)为各梯级电站在日内各时段的调峰功率；

第二步建立梯级水库运行系数优化模型的具体方法：

首先确定目标函数以系统的月内最大外送电量缺额率最小为目标，如下：

χ^x,d为系统在x旬d日的外送电量缺额率；

再建立其约束条件：

水电站有功出力上下限约束：

u_i,h,t为水电站i中机组h在t时段的运行状态，为0/1变量；和分别为水电站i中机组h的出力上下限；

恒定日内发电效率约束：

为水电站i在x旬d日的平均发电系数；为水电站i在x旬d日的调峰发电用水量；

日下泄流量约束：

为水电站i在x旬d日的弃水量；为水电站i在x旬d日的总出库水量；为水库i在x旬d日满足灌溉和用水需求的出库水量下限；为水库i在x旬d日满足防洪需求的出库水量上限；

水库库容上下限约束：

V_i^m≤V_i,t≤V_i^M (13)

V_i^m和V_i^M分别为水库i的库容上下限；

水库库容目标约束：

和分别为水库i在x旬的始末库容目标；V_i^x,l为水库i在x旬末的库容大小，l＝10；

梯级水力关系约束：

为水库i在x旬d日的天然来水量；为上游水库的总出库水量；

第三步进行综合求解：基于步骤一和步骤二，具体包括以下求解步骤：

估计总体电量和可用水量：

由中长期优化调度给定的梯级水库始末水位约束，大体估计水电站在对应周期内能提供的电量，根据天然来水量及梯级间下泄量分别确定各水电站在对应周期内的可用水量；

确定和初始值：

利用各水电站的平均发电效率、可用水量和环境流量历史数据，计算得到合理的和初始值；

建立梯级水库运行系数模型：

建立以月内最大外送电量缺额率最小为目标函数，并满足水库出力约束，水库流量约束，水库库容约束和梯级间水力关系的梯级水库运行系数优化模型，根据公式1-3和公式6-15进行计算；

求解优化运行系数：

采用常规粒子群算法，对于不同月份分别求解该月份和的优化结果，确定各个月份的梯级水库优化运行系数；

运行结果：

对于给定月份，确定运行系数和之后，求解得到目标函数值。