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申请/专利权人：南京工业大学

摘要：本发明公开了一种多目标随机优化跨年阶梯水电站优化调度方法及系统，涉及水电站优化调度技术领域，包括建立阶梯水电站系统框架，分析阶梯水电站系统运行耦合效应；基于水电站需求，设定两类优化目标，建立两者隶属度函数；通过耦合效应和两者隶属度函数，构建阶梯水电站系统耦合优化调度模型并计算模型耦合约束；对阶梯水电站系统来水侧不确定性影响进行分析，进行水电站优化调度。本发明所述方法通过建立相应的隶属度函数，提高了电力供应的稳定性和效率；通过构建耦合优化调度模型，优化整个系统的水电资源配置；通过进行水电站优化调度，考虑来水侧的不确定性，引入随机优化方法，使得水电站能够更好地应对不确定性，提高了系统的鲁棒性。

主权项：1.一种多目标随机优化跨年阶梯水电站优化调度方法，其特征在于，包括：建立阶梯水电站系统框架，分析阶梯水电站系统运行耦合效应；建立阶梯水电站系统框架包括基于入水主要源头水电站、主要出水侧水电站、干线水电站组以及支线水电站组，建立阶梯水电站系统框架；耦合效应包括阶梯水电站系统中水电站间的耦合关系，耦合关系包括时间耦合和空间耦合；时间耦合为不同时段下不同水电站内部含有水库，水库存在储水效应，水电站的水流含有延时性；空间耦合为不同水电站在同一时段通过进水、出水、来水进行耦合，水电站彼此级联进行联合优化运行，在阶梯水电站内部，每个水电站内的水库进行暂时蓄水或放水，处理不同水电站间送水的延时作用；调配水电站的出水量、蓄水量时，调配标准基于水库容量、发电能力、当地需求、环境影响进行调整，在单个流域内，水电站相互协调，上游水电站的水量调节控制下游电站的发电能力；基于水电站需求，设定两类优化目标，建立两者隶属度函数；设定两类优化目标包括基于水电站需求，通过供给充分性和调峰能力两个指标，分析总剩余负荷量和剩余负荷峰谷差，设定两类优化目标，供给充分性为目标一，调峰能力为目标二；目标一供给充分性目标函数表示为： 其中，minF1表示系统剩余负荷的总量最小化，T为优化调度时间总尺度，T取值为一天，I为水电站总的数量，PL,t为一天内在t时段的负荷需求量，Pi,t为水电站i在t时段的净发水量；目标二调峰能力目标函数表示为： 其中，minF2表示系统剩余负荷峰谷差最小化；建立两者隶属度函数包括目标一的数量级高于目标二，对目标一与目标二的优化关系进行均衡处理，采用隶属度函数将两个目标的数量级归一化至同一范围内，设定两个目标函数的隶属度边界，表示为： 其中，和为目标一隶属度化后的最大值边界和最小值边界，和为目标二隶属度化后的最大值边界和最小值边界，maxF1为目标一的最差情况包括水资源供给充分性最差，maxF2为目标二的最差情况包括发挥阶梯水电站调峰能力最差，和为目标一最大值的调整系数和最小值的调整系数，分别均取0.9和1.2，目标二的调整系数与目标一处理过程相同；基于隶属度边界，构建两个目标函数的隶属度函数，表示为： 其中，uF1为目标一的隶属度函数，uF2为目标二的隶属度函数；通过耦合效应和两者隶属度函数，构建阶梯水电站系统耦合优化调度模型并计算模型耦合约束；对阶梯水电站系统来水侧不确定性影响进行分析，进行水电站优化调度；构建阶梯水电站系统耦合优化调度模型并计算模型耦合约束包括通过耦合效应和两者隶属度函数，构建阶梯水电站系统耦合优化调度模型，表示为：minF＝λ1uF1+λ2uF2其中，λ1和λ2为目标一与目标二的权重因子，权重与目标函数重要性呈正相关；模型耦合约束包括水电机组出力限制、水库容量耦合关系、水库容量限制、水流延时、机组发电流量限制；水电机组群在任意时刻的总出力不超过系统的负荷，表示为： 对于每个水电站内部，水电机组的出力存在上限与下限，表示为： 其中，与分别表示水电机组i出力的上限和下限；每个水电机组在发电过程中有输出功率的限制，发电过程中涉及水资源，水资源在流动过程中受流量限制，机组发电流量限制的约束表示为： 其中，与分别表示水电机组i发电流量的上限和下限；每个水电站总体出力的约束表示为： 其中，与分别表示水电站Y出力的上限和下限；每个水电站中水库的约束包括水库各时段耦合约束、水库容量上下限约束、水库首尾容量约束，表示为：VY,t＝VY,t-1+RY,t-QY,tΔt VY,0＝VY,inVY,T＝VY,out其中，VY,t表示水电站Y水库的容量，与分别表示水电站Y水库的容量的上限和下限，VY,0与VY,T分别表示初始时刻水电站Y水库的容量与末尾时刻水电站Y水库的容量，VY,in与VY,out分别表示初始时刻水电站Y水库的容量设定值与末尾时刻水电站Y水库的容量设定值；对下泄流量进行约束，表示为： 其中，QY,t表示水电站Y的下泄流量，与分别表示水电站Y下泄流量上限和下限，sY,t表示水电站Y的弃水流量。

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百度查询： 南京工业大学 一种多目标随机优化跨年阶梯水电站优化调度方法及系统