(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211063722.2 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 三峡大学 地址 443002 湖北省宜昌市西陵区大 学路8 号 (72)发明人 程雄　陈庆宁　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 专利代理师 李登桥 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种梯级水电站群短期调峰实用化求解方 法 (57)摘要 本发明提供了一种梯级水电站群短期调峰 实用化求解方法， 首先采用分段法将日负荷曲线 重构为与实际负荷趋势相似但更为平整的新负 荷曲线； 其次以期末水位或日发电量为控制目 标， 采用改进逐次切负荷法生 成平稳且满足约束 条件的初始出力过程； 然后采用分段弃水修正策 略， 变步长增减弃水时段出力直至弃水处理完 毕； 最后以剩余负荷最大值最小为目标， 依电站 上下游顺序循环执行改进逐次切负荷法和弃水 修改策略直至目标函数值变化满足精度要求。 对 于调节能力较差、 上下游水力联系紧密、 机组开 停机依靠 人工调整的梯级水电站 群， 本发明能快 速制定出兼顾调峰和水资源充分利用的调度方 案， 能够有效提高流域集控中心制作日前方案水 平。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 115438852 A 2022.12.06 CN 115438852 A 1.一种梯级水电站群短期调峰实用化求解方法， 其特征在于： 首先采用分段法将日负 荷曲线重构为与实际负荷趋势相似但更为平整的新负荷曲线； 其次以期末水位或日发电量 为控制目标， 采用改进逐次切负荷法生成平稳且满足约束条件的初始出力过程； 然后采用 分段弃水修正策略， 变步长增减弃水时段出力直至弃水处理完毕； 最后以剩余负荷最大值 最小为目标， 依电站上下游顺序循环执行改进逐次切负荷法和弃水修改策略直至目标函数 值变化满足精度要求。 2.根据权利要求1所述的一种梯级水电站群短期调峰实用化求解方法， 其特征在于， 具 体操作步骤如下： 步骤1， 重构负荷： 采用分段法将日负荷曲线重构为与实际负荷趋势相似但更为平整的新负荷曲线； 步骤2， 计算梯级各 水电站出力过程： 以期末水位或日发电量为控制目标， 采用改进逐次切负荷 法生成平稳且满足约束条件 的出力过程； 步骤3， 处 理弃水： 采用分段 弃水修正策略， 变步长增减弃 水时段出力直至各电站弃 水处理完毕； 步骤4， 短期调峰发电计划制定： 以剩余负荷最大值最小为目标， 依电站上下游顺序循环执行 改进逐次切负荷法和弃水 修改策略直至目标函数值变化满足精度要求。 3.根据权利要求2所述的一种梯级水电站群短期调峰实用化求解方法， 其特征在于， 所 述步骤1中采用分段法重构负荷的详细步骤为： 步骤1.1， 将日负荷曲线分割成若干个高峰时段和低谷时段； 步骤1.2， 分别取每个高峰时段和低谷时段的最小值作为重构负荷值， 函数表达式如 下： 式中， t表示一天当中的第t个时刻， 通常以15min为间隔将一天划分为9 6个时刻； Lt表示 第t时刻的重构负荷 值， 单位为： MW； Ct表示第t时刻的日负荷曲线值， 单位为： MW； x表示日负 荷曲线分割后的编号； X表示日负荷曲线分割后的段数； Tx、 Tx+1表示第x个分段负荷的起始 和结束时刻。 4.根据权利要求2所述的一种梯级水电站群短期调峰实用化求解方法， 其特征在于， 所 述步骤2中改进逐次切负荷法的详细步骤为： 步骤2.1， 定义外 部迭代次数为 i； 步骤2.2， 定义当前电站为m， 内部迭代次数为j； 步骤2.3， 定义切割中心线和切割带位置， 改进逐次切负荷法的初始切割中心线为： 其 切割带上限 为 ： 切割带下限 为 ： 其中带宽： 定义切割带上下移动步长 为 式中， 和 分别表示重构负荷的最大值、 最小值， 单位为： MW； 和 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115438852 A 2分别表示电站m在第t时刻的出力上限和出力下限， 单位为： MW； Wm∈(0,1]表示电站m的调峰 幅度， 引入调峰幅度Wm有两个目的， 首先能够避免上游电站大幅调峰而导致下游调节能力 较差电站大量弃 水， 其次能够提高算法求 解效率， 避免长时间陷入弃 水处理问题； 步骤2.4， 逐时刻计算电站m的出力过程 式中， t表示一天当中的第t个时刻， 通常以15min为间隔将一天划分为96个时刻； 表 示电站m在第t时刻的出力， 单位为： MW； Lt表示第t时刻的重构负荷值， 单位为： MW； 和 分别表示电站m在第 t时刻出力约束最大值、 最小值， 单位为： MW； 表示电站m的切 割带带宽， 单位 为： MW； 步骤2.5， 校正电站m的电力约束， 依次校正电站的振动区约束式、 开停机持续时段约束 式、 持续时段约束式、 爬坡速率约束式、 最大最小出力限制约束以及日前 衔接约束； 步骤2.6， 校正电站m的水力约束， 用以电定水算法校正电站m的发电计划， 约束条件包 括： 水量平衡方程式、 水位上 下限约束、 发电流 量上下限约束、 最小出库流 量约束式； 步骤2.7， 判断电站控制方式与目标值差距情况， 若电站按期末水位控制， 则计算 若电站按日发电量控制， 则计算 如果 或 表示电站 没有达到预期控制目标， 转到步骤2.8， 否则转到步骤2.9； 式中 和 分别表示电站 m在T时刻的库水位和目标水位， 单位为： m； Em、 分别表示电站 m的日发电 量和目标电量， 单位为： 万kWh； 分别表示期末水位和日发电量与目标值的差 值， 单位分别为： m、 万 kWh； Δ ε表示期末水位或日发电量与目标值差值的精度要求； 步骤2.8， 判断搜索方向和调整搜索步长， 若 或 表示电站发电量 过小， 下一轮搜索方向为增加电站出力才能满足控制条件； 若 或 表 示电站发电量过大， 下一轮搜索方向为减小电站出力； 为了加快搜索效率， 采用动态搜索步 长， 若第j轮与j ‑1轮搜索方向一致， 则搜索步长 若前后两 次搜索方向不一致， 表示上一轮搜索步长过大， 跨过了最优解， 需要反向搜索， 在上一轮的 基础上重新调 整搜索步长 更新中心线 及带宽上下限， 回到步 骤2.4； 式中 分别表示期末水位和日发电量与目标值的差值， 单位分别为： m、 万kWh； Δ ε表 示期末水位 或日发电量与目标值差值的精度要求； A∈(1,2)是加速系数， 为避 免陷入死循环， 该值 不可以取整数； 步骤2.9， 校正电站m弃水约束， 若m＜M， 则m＝m+1， 转步骤2.1； 否则转步骤2.10， 式中M 表示水电站数量； 步骤2.10， 计算目标值， 若当前迭代次数达到最大迭代次数(i≥I)， 或前后 两次迭代的 目标值差值满足精度要求Δd， 则停止 搜索并退 出， 否则i ＝i+1， 转到步骤2.2。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115438852 A 3