[发明专利]一种一洞多机的引水式水电站短期负荷分配方法

摘要

本发明属于水电站调度运行领域，涉及一种一洞多机的引水式水电站短期负荷分配方法。一洞多机的引水式水电站不仅具有装机容量大、运行水头高、跟踪负荷快等特点，同时面临机组间水力相互干扰、水头计算困难、机组振动区复杂等问题本发明针对该问题采用两阶段建模求解：第一阶段建立考虑持续时间约束的水电机组开停机优化模型，并应用逐步优化算法结合启发式策略求解最优开机组合方式；以此为基础，第二阶段建立以电定水准则的负荷分配模型，采用动态规划进行固定机组间的负荷最优分配。本发明解决了同一引水隧洞中机组间的水力、电力之间的干扰，为一洞多机的引水式水电站短期负荷分配的求解计算提供了坚实的理论基础。

主权项

1.一种一洞多机的引水式水电站短期负荷分配方法，其特征在于，该方法通过两阶段建模实现，第一阶段建立考虑持续时间约束的水电机组开停机优化模型，并应用逐步优化算法结合启发式策略按照下述步骤(1)‑(6)求得一洞多机的最优开机组合方式；以第一阶段得出的最优开机组合方式为基础，第二阶段建立以电定水准则的负荷分配模型，即耗水量最小模型，采用动态规划通过步骤(7)进行固定机组间的负荷最优分配；具体步骤如下：(1)输入系统负荷需求，寻找电站各时段满足开机台数约束的所有机组组合集合S′＝(S₁′,S₂′,...,S_t′,...,S_T′)；时段t机组组合其中为机组全组合数；(2)通过系统负荷约束对集合S′中元素进一步过滤得到可行域S″＝(S″1,S″2,...,S″t,...,S″T)；(3)计算可行域S″中各时段各元素对应开机方式的组合振动区，判断系统负荷是否落入振动区，如果落入，则删除该元素，得到初始可行域S＝(S₁,S₂,...,S_t,...,S_T)；时段t的初始可行域其中u_n，t≤M_n,t，u_n，t为隧洞n时段t实际开机数目，U(i)代表满足约束的开机组合集合，在S中每个时段找出一组机组组合，合成短期计算周期内的开机过程；(4)通过启发式策略求解满足机组开停机持续时间约束的初始可行解S″′＝(S1″′,S2″′,...,St″′,...,ST″′)；当前一时段开机方式确定后，后一时段的求解范围缩减；(5)采用逐步优化算法对初始可行域S″′进一步求解，设置启发式策略获得的目标函数值为f1、f2；以St中第k个元素Stk替换开机组合方式中时段t的元素获得新的开机方式，判断是否满足持续时间约束，是，求解目标函数值为f1′、f2′，当f1′(7)确定开停机优化模型机组开停机状态后，进行固定机组间最优负荷分配；以投入机组的编号i为阶段变量，i台机组总出力为状态变量，每台机组的出力P_i,t为决策变量，工作流量Q_i(p_i,t)为代价函数，以耗水量最小为目标函数，应用动态规划进行负荷分配。