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申请/专利权人：华电福新能源有限公司池潭水力发电厂;华电电力科学研究院有限公司

摘要：本发明公开了一种考虑调峰深度的梯级水电站短期发电计划制作方法，涉及电力行业梯级水电站短期优化调度领域，步骤如下：步骤1：确定考虑调峰深度的短期发电计划制作思路；步骤2：针对不同时期调峰幅度和弃水量不同的特点，分别建立汛期、枯期、平水期模型，以不同深度的调峰和减少弃水量为目标，结合实际调度过程中关键时间节点的梯级蓄能控制策略和满足电网用电需求的梯级电站顶峰能力确定模型约束条件，约束包括水量平衡、库水位约束、末水位控制、调峰深度约束、发电流量约束、出库流量约束、电站出力约束等约束，确定模型求解算法；步骤3：利用启发式算法进行短期优化调度求解。

主权项：1.一种考虑调峰深度的梯级水电站短期发电计划制作方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：确定考虑调峰深度的短期发电计划制作思路；步骤2：针对不同时期调峰幅度和弃水量不同的特点，分别建立汛期、枯期、平水期模型，以不同深度的调峰和减少弃水量为目标，结合实际调度过程中关键时间节点的梯级蓄能控制策略和满足电网用电需求的梯级电站顶峰能力确定模型约束条件，约束包括水量平衡、库水位约束、末水位控制、调峰深度约束、发电流量约束、出库流量约束、电站出力约束，确定模型求解算法；步骤3：利用启发式算法进行短期优化调度求解；步骤2中不同来水期考虑调峰深度的模型构建，包括确定目标函数、确定模型的约束条件以及求解算法；S1.确定目标函数；S11汛期目标：采用弃水量最大值最小为目标优化梯级水电站群调度，如下： 式中：Qspill为梯级最大弃水量；表示电站m在第t时段的弃水流量，单位是m3s，Δt为第t时段秒数，T为总时段数；M表示电站集合；S12枯期目标：以电网剩余负荷峰谷差最大值最小为目标，如下： 式中：D表示电网剩余负荷的峰谷差，单位是MW；Ct和Xt分别表示第t时段的原始负荷和剩余负荷值，单位是MW；表示第m个电站在第t时段的出力，单位是MW，M是参与优化水电站的数量；T是总时段数；S13平水期目标：通过限制龙头电站的调峰幅度来控制整个梯级出力过程，如下： 式中：分别表示电站m在第t时段最小和最大出力约束，表示电站m在t时段的出力限制带宽，通过设置参数δ控制的大小，通过该带宽限制调峰度；在一个调度周期内，不同时段的最大和最小出力约束不一样，导致有多个最终优化出的出力结果的最大值和最小值之差要小于中的最小值，以此来控制调峰深度；S2.确定模型约束条件：需考虑的流域梯级电站短期发电计划制作的约束条件包括：水量平衡、调度期末水位约束、调度期发电量约束、发电流量约束、出库流量约束、电站出力约束、库水位约束这些非负约束；确定各约束条件时结合研究流域实际调度过程中关键时间节点的梯级蓄能控制策略和满足电网调度需求的梯级电站调峰能力；1水量平衡方程：保证单站时段维以及上下游电站空间维上的水量平衡 其中，式中，分别为电站m在第t时段入库流量、发电流量和弃水流量，单位是m3s；当m＝1时，表示电站m为龙头电站，入库流量等于区间流量当m1时，表示电站m为非龙头电站，入库流量等于区间流量和上游电站m-1出库流量之和，单位为m3s；和为电站m在第t时段初末库容，单位是m3；Δt＝15×60，单位是s；2末水位约束：控制调度期末水位 式中：和分别表示电站m调度期末的上库水位及控制目标值；3发电量约束：控制调度期发电量 式中：Em和分别表示电站m调度期内的发电量及控制目标值，该约束条件与公式5满足之一即可；4发电流量约束：上限取决于水轮机的最大过流能力和机组检修计划，下限取决于最小出力和生态流量； 式中：分别表示电站m在第t时段发电流量上下限；5电站出力约束：限制电站的发电出力，取决于发电机组的最小技术出力和机组检修容量指标； 式中：分别是电站平均出力上下限；6库水位约束：结合实际水库调度方式设定库水位上下限约束，保证水库运行在安全合理的水位范围； 式中：分别表示电站m在第t日水位上下限；S3.确定求解算法：优化龙头电站时响应电网的调峰需求，在始末水位或日电量给定的前提下，使当日的电网剩余负荷峰谷差最大值最小；优化下游调节能力较差电站时，保证电站在经济水位带运行，并且不要弃水，同时还保证机组的在分配负荷时耗水率尽可能小；调峰是指电站随电力系统负荷高低而大幅增减出力，电站发电的最佳时刻是负荷最高点，基于此思路，采用启发式算法对梯级水电站进行短期优化调度求解，具体步骤如下：Step1：全局迭代次数k＝1；Step2：判断电站m，若是龙头电站，则跳转到Step3；若是下游其它电站，则跳转到Step7；Step3：采用电定水算法进行水量平衡校核，判断龙头电站调度期末水位是否满足预定目标，若满足预定目标，则直流跳转到Step7；Step4：若调度期末水位高于预定目标，则搜索负荷曲线的最高负荷点hight，以及包hight点在内的连续v个负荷之和最大的点，将这v个时段的发电出力增加ΔP，若电站在这v个时段的出力均已达到最大值，搜寻次负荷曲线的次高负荷点，并这个v个时段的发电出力增加ΔP，依此类推；Step5：若调度期末水位低于预定目标，则搜索负荷曲线的最低负荷点lowt，以及包阔lowt点在内的连续v个负荷之和最小的点，将这v个时段的发电出力减小ΔP，若电站在这v个时段的出力均已达到最小值，搜寻次负荷曲线的次低负荷点，并这个v个时段的发电出力减少ΔP，依此类推；Step6：处理出力持续时段约束、处理出力爬坡约束和处理水量平衡约束，令电站m＝m+1；Step7：搜索下游电站m，用定水位方式生成初始解；Step8：处理持续时段约束、处理出力爬坡约束、处理水量平衡约束；Step9：根据电站发电流量与机组单机最大流量关系，调整电站出力在经济运行区；Step10：处理末水位不在经济带约束，令电站m＝m+1，跳转到Step7，直到所有电站遍历完毕；Step11：判断龙头电站调度期末水位是否预定目标，若不满足，令k＝k+1，跳转到Step2，若龙头电站调度期末水位满足预定目标则退出。

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