梯级水电站实时优化调度方法和装置、系统、存储介质

本发明属于水电站调度，尤其涉及一种梯级水电站实时优化调度方法和装置、系统、存储介质。

背景技术：

1、水力发电能源是一种利用水能转化为电能的可再生能源。近年来，随着技术的发展和环保意识的提高，水力发电技术也在不断进步，包括提高水力发电效率、减少对环境的影响等方面。梯级水电站的联合优化运行是提高水能资源利用效率和水电设备潜力的重要非工程措施。梯级水电站实时经济运行中多采用“以电定水”模式，即已知调度期初梯级水电站状态、调度期内梯级总负荷过程以及天然入流过程等条件下，寻求使所采用的优化准则达到极值的水电站运行过程。“以电定水”模式制定的调度方案将直接应用于实际生产，与梯级水电站的发电效益有着密切的联系，因此对其进行深入研究十分重要。然而，相比于“以水定电”模式，目前对“以电定水”模式的研究还不够成熟，国内外对其优化准则的确定还存在争议，学者们分别从不同角度出发提出了众多优化准则。从水量的角度有梯级耗水量最小准则、梯级弃水量最小准则以及龙头水电站耗水量最小准则等，但是这些准则没有考虑梯级水头的影响；从水能的角度有梯级耗能量最小和梯级剩余能量最大等，但是对梯级水电站某一时刻所含能量该如何计算还有待深入研究。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，提供一种梯级水电站实时优化调度方法和装置、系统、存储介质。

2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种梯级水电站实时优化调度方法，包括：

4、步骤s1、构建梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件；其中，梯级水电站实时优化调度模型的目标函数以梯级水电站总水位和最大；梯级水电站实时优化调度模型的约束条件包含：水量平衡约束、水位约束、出力约束、流量约束、上下游水力联系和非负约束；

5、步骤s2、获取梯级水电站运行数据；其中，梯级水电站运行数据包括：梯级各水电站的库容关系曲线、各水电站最优特性曲线、龙头水电站的入库流量和各区间流量数据、梯级水电站总负荷；

6、步骤s3、根据梯级水电站运行数据、梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件，采用离散微分枚举算法求解梯级水电站实时优化调度模型；具体包括：

7、步骤s31、根据梯级水电站运行数据，基于梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件，采用出库流量试算法对出库流量进行试算求解模型，得到初始解；

8、步骤s32、采用离散微分枚举算法在初始解附近形成的廊道内进行进一步寻优计算，得到最优解作为新的初始解；

9、步骤s33、缩小廊道的离散步长，重复步骤s32，直到梯级总水位和不变且离散步长精度满足设定要求为止，输出求解结果。

10、本发明还提供一种梯级水电站实时优化调度装置，包括：

11、构建模块，用于构建梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件；其中，梯级水电站实时优化调度模型的目标函数以梯级水电站总水位和最大；梯级水电站实时优化调度模型的约束条件包含：水量平衡约束、水位约束、出力约束、流量约束、上下游水力联系和非负约束；

12、获取模块，用于获取梯级水电站运行数据；其中，梯级水电站运行数据包括：梯级各水电站的库容关系曲线、各水电站最优特性曲线、龙头水电站的入库流量和各区间流量数据、梯级水电站总负荷；

13、计算模块，用于根据梯级水电站运行数据、梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件，采用离散微分枚举算法求解梯级水电站实时优化调度模型；其包括：

14、第一计算模块，用于根据梯级水电站运行数据，基于梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件，采用出库流量试算法对出库流量进行试算求解模型，得到初始解；

15、第二计算模块，用于采用离散微分枚举算法在初始解附近形成的廊道内进行进一步寻优计算，得到最优解作为新的初始解；

16、第三计算模块，用于缩小廊道的离散步长，重复第二计算模块的计算过程，直到梯级总水位和不变且离散步长精度满足设定要求为止，输出求解结果。

17、本发明还提供一种梯级水电站实时优化调度系统，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行梯级水电站实时优化调度方法。

18、本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在运行时执行梯级水电站实时优化调度方法。

19、本发明提出梯级水电站总水位和最大准则，即尽量满足每个水电站的水位达到最大值，不仅解决了因水头效应导致相同水量在不同水电站具有不同能量的问题，还避免了梯级蓄能最大准则与梯级耗能最小准则结果不一致及不合理的现象。

技术特征：

1.一种梯级水电站实时优化调度方法，其特征在于，包括：

2.一种梯级水电站实时优化调度装置，其特征在于，包括：

3.一种梯级水电站实时优化调度系统，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如权利要求1所述的梯级水电站实时优化调度方法。

4.一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在运行时执行如权利要求1所述的梯级水电站实时优化调度方法。

技术总结本发明公开一种梯级水电站实时优化调度方法和装置、系统、存储介质，属于水电站调度技术领域，包括：步骤S1、构建梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件；步骤S2、获取梯级水电站运行数据；步骤S3、根据梯级水电站运行数据、梯级水电站实时优化调度模型的目标函数和约束条件，采用离散微分枚举算法求解梯级水电站实时优化调度模型。采用本发明技术方案，不仅解决因水头效应导致相同水量在不同水电站具有不同能量的问题，还避免梯级蓄能最大准则与梯级耗能最小准则结果不一致及不合理的现象。技术研发人员：艾学山,刘丰硕,赵龙庆,于洋馨,罗梓航,张潇可,崔耀群受保护的技术使用者：武汉大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6