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1、http://www.paper.edu.cn乌溪江梯级水电站优化调度研究芮钧国电自动化研究院，江苏南京（210003）E-mail：ruijun12@163.com摘要：以乌溪江梯级水电站为例，详细介绍了用逐步优化算法求解梯级水电站发电优化调度的全过程。此方法可以获得梯级各电站的最优运行方式，指导梯级各水电站的实际运行。关键词：乌溪江梯级电站，逐步优化算法，优化调度1.引言水电站的单库优化调度问题，可以使用常规动态规划算法来求解，其计算时间和计算精[1]度均能满足实际生产的需要。但是，梯级水电站优化调度决策变量较多，且各水库之
2、间互[2]相影响，利用常规的动态规划来求解会遇到维数灾问题。目前比较适合用于求解梯级水电站优化调度的算法主要有逐步优化算法和基因遗传算法。本文主要讨论用逐步优化算法求解梯级水电站优化调度问题的方法。逐步优化算法（ProgressiveOptimalityAlgorithm,简称POA算法）是1975年由加拿大学者H.R.Howson和N.G.F.Sancho提出，用于求解多状态动态规划问题的算法。逐步优化算法[3]的优点是能收敛到总体最优解并且易于编制电算程序。乌溪江梯级水电站包括湖南镇水电厂和黄坛口水电厂。湖南镇水库死水位19
3、0m，正常高水位230m，总库容20.6亿m3，属多年调节水库，黄坛口水库死水位114m，正常高水位115m，总库容0.819亿m3，属日调节水库。湖南镇水电厂共安装5台水轮发电机组，其中1至4号机单机容量为5万kW，5号机单机容量为10万kW，整个电站总装机容量为30万kW。黄坛口水电厂共安装6台水轮发电机组，其中1至4号机单机容量为0.75万kW，5至6号机单机容量为2.6万kW，整个电站总装机容量为8.2万kW。2.数学模型梯级水电站优化调度主要是在满足电力系统要求以及下游综合用水要求等的前提下，合理地组织调度水库，使得计
4、算期内的总经济效益最大。即在给定预报入流过程线，用水过程[4]线，计算期起始水位和终止水位的条件下，通过水量的合理分配使梯级总电能最大。2.1目标函数TNJ=Max∑∑E,ti（1）t==11i式中T——总时段数；N——总电站数；E——第i级电站t时段电能；,ti2.2约束条件（1）水量平衡条件'⎧V=V+(Q−Q)⋅Δt⎪,1t,1t−1IN,1t,1t⎨（2）'⎪⎩V,ti=V,ti−1+(QINi,t−Q,ti)⋅Δt(i>)1-1-http://www.paper.edu.cn式中V——第t时段初i水库库容；,tiV——
5、第t时段末i水库库容；,ti+1Δt——时段间隔。水库初始库容已知：Vi0,（2）电站出力约束N≤N≤N（3）min,ti,timax,ti式中N——第i级电站t时段出力下限；min,tiN——第i级电站t时段出力上限。max,ti（3）水库库容（水位）约束V≤V≤V（4）min,ti,timax,ti式中V——第i级电站水库t时段的库容下限；min,tiV——第i级电站水库t时段的库容上限。max,ti（4）发电流量限制Q≤Q≤Q（5）min,ti,timax,ti式中Q——第i级电站t时段发电流量的下限；min,tiQ——第
6、i级电站t时段发电流量的上限。max,ti3.计算步骤（1）根据计算期各水库初始水位和终止水位生成各水库的初始库容变化过程线nnV=aii。在此过程中，可利用常规水库调度的经验来指导生成初始库容变化过程线，这样可大大降低寻找最优解的计算量，更好地满足系统对计算时间的要求。nnnn1V=aV=aV（2）在最后两个时段内，固定各水库库容TT和T−2T−2，调整T−1，……，NnnVVbT−1，使得最后两个时段内梯级水电站的总电能最大，相应的T−1用T−1表示。（3）令n-1=n-2，如果n-1>0，返回第2步，如果n-1=0，转到第
7、四步。Δ=max
8、bn−an
9、nn（4）反复迭代至收敛。若i,nii大于预定的精度要求，则令ai=bi返回至第二步再次迭代，直到满足精度要求为止。4.实例将湖南镇水电厂和黄坛口水电厂的所有机组特性曲线、库容特性曲线、下游水位流量特性曲线离散后存入Access数据库中。由于离散后数据量较大，本文只列举了数据库中的部分数据。表1为湖南镇水库库容特性曲线，表2为黄坛口下游水位流量特性曲线，表3为黄坛口水电厂1号机组30m水头下流量出力关系表。-2-http://www.paper.edu.cn表1湖南镇水库库容特性曲线水位（m）190
10、2002102202222243库容（万m）448846428489184120324127354134668水位（m）2262282292303库容（万m）142274150188154264158424表2黄坛口下游水位流量特性曲线3流量（m/s）50100
