CN201911353986X耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化调度方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN111126847A
(43)申请公布日2020.05.08
(21)申请号201911353986.X
(22)申请日2019.12.24
(71)申请人华中科技大学
地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路
1037号
(72)发明人周建中陈潇张余龙曾德晶
朱锦干纪传波卢程伟覃晖
刘懿何中政
(74)专利代理机构华中科技大学专利中心
42201
代理人李智
(51)Int.Cl.
G06Q10/06(2012.01)

权利要求书2页说明书8页附图3页
(54)发明名称
耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化
调度方法和系统
(57)摘要
本发明公开了一种耦合河道水动力过程的
梯级水库短期优化调度方法和系统，属于水库调
度中水库发电调度领域。该方法包括：S1.利用一
维水动力过程演算方法刻画梯级水库的水力联
系，并以梯级水电站发电量最大为目标函数，构
建基于水动力入库流量演进的梯级水库短期优
化调度耦合模型；针对上述水力联系，利用DPSA-
POA算法求解上述耦合模型，得到梯级水库的优
化调度结果；调度结果包括坝前水位过程、出库
流量过程和出力过程。本发明利用河道一维水动
力过程演算方法来描述梯级水库的水力联系，不
仅能消除水流滞时的后效性影响，还能更为准确
地计算下游水库的入库流量过程，使优化所得的
水库水位结果更为合理，提高了梯级水能利用效
率。
CN111126847A
CN111126847A权利要求书1/2页

1.一种耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化调度方法，其特征在于，包括：
S1.利用一维水动力过程演算方法刻画梯级水库的水力联系，并以梯级水电站发电量
最大为目标函数，构建基于水动力入库流量演进的梯级水库短期优化调度耦合模型；
S2.针对上述水力联系，利用DPSA-POA算法求解上述耦合模型，得到梯级水库的优化调
度结果；所述调度结果包括坝前水位过程、出库流量过程和出力过程。
2.根据权利要求1所述的一种耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化调度方法，其
特征在于，所述短期优化调度耦合模型的目标函数为：

式中，E为梯级水电站发电量的最大值；K和T分别表示梯级水库总数和调度时段总数；

Qi，t，Hi，t分别为水库i在t时段的流量和水头；N表示与Qi，t和Hit对应的时段发电量。
3.根据权利要求1或2所述的一种耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化调度方法，
其特征在于，所述梯级水库的水力联系表达式为：
I＝f(Q，Z)

其中，I＝[Ii，1Ii，2…Ii，t]表示下游水库的水动力模拟入库过程；Q＝[Qi-1，1Qi-1，2…

Qi-1，t]表示上游水库的出库过程；Z＝[Zi，1Zi，2…Zi，t]表示下游水库的坝前时段平均水位过

程，Zi，t表示t时段水库i的坝前平均水位过程，f表示针对特定河段所建立的水动力模拟函
数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化调度
方法，其特征在于，步骤S2包括：
S2.1.初始化梯级电站各水库初始坝前瞬时水位过程；
S2.2.以坝前瞬时水位为状态变量，确定其离散精度和寻优范围；
S2.3.以梯级水电站发电量最大为目标，根据梯级水库的拓扑结构，从上到下逐时段依
次对单个水库的坝前瞬时水位离散点进行寻优；每次进行单个坝前瞬时水位离散点的发电
量计算时，固定其他水库的坝前瞬时水位过程，同时调用水动力模拟方法更新下游水库的
入库过程；
S2.4.遍历完所有的坝前瞬时水位离散点即为一轮寻优，判断前后两轮寻优的梯级发
电量变化是否小于预设精度；若变化量小于预设精度，则结束寻优；若变化量大于预设精
度，则返回执行步骤S2.3。
5.一种耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化调度系统，其特征在于，包括：
短期优化调度耦合模型构建模块，利用一维水动力过程演算方法刻画梯级水库的水力
联系，并以梯级水电站发电量最大为目标函数，构建基于水动力入库流量演进的梯级水库
短期优化调度耦合模型；
模型求解模块，针对上述水力联系，利用DPSA-POA算法求解上述耦合模型，得到梯级水
库的优化调度结果；所述调度结果包括坝前水位过程、出库流量过程和出力过程。
6.根据权利要求5所述的一种耦合河道水动力过程的梯级水库短期优化调度系统，其
特征在于，所述短期优化调度耦合模型的目标函数为：

2
CN111126847A权利要求书2/2页
式中，E为梯级水电站发电量的最大值；K和T分别表示梯级水库总数和调度时段总数；

Qi，t，Hi，t分别为水库i在t时段的流量和水头；N表示与Qi，t和Hi，t对应的时段发电量。
7.根据权利要求5或6所述的一种耦合河道水动力过程的梯级水库短期