一种梯级水库群发电调度变尺度方法与系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115619027A(43)申请公布日2023.01.17(21)申请号202211326053.3(22)申请日2022.10.27(71)申请人河海大学地址210024江苏省南京市鼓楼区西康路1号申请人长江水利委员会水文局(72)发明人冯仲恺杨涛牛文静师鹏飞秦友伟刘文杰龚锦泰王霞雨(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师朱小兵(51)Int.Cl.G06Q10/04(2023.01)G06Q50/06(2012.01)G06N3/006(2023.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种梯级水库群发电调度变尺度方法与系统(57)摘要本发明公开了一种梯级水库群发电调度变尺度方法与系统，包括：首先，确定参与计算的水库及其决策变量，按照水力联系确定计算顺序，而后采用随机搜索策略在初始调度轨迹邻域内生成初始种群；其次，分别采用大、中、小三种不同尺度搜索策略更新所有个体的位置，并逐对比较更新前后个体的适应度值、保留适应度较为优秀的个体；最后，重复执行上述过程直至满足终止条件，将当前种群中的最优个体作为最优调度方案。本发明具有原理清晰、易于执行、收敛速度快、搜索精度高等优势，能够显著提升梯级运行效益，为梯级水库群发电调度提供了一种实用、创新的技术手段。CN115619027ACN115619027A权利要求书1/3页1.一种梯级水库群发电调度变尺度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于水库群中的各个目标水库，按照目标水库的水力联系确定计算顺序，并将各个目标水库库容作为决策变量；S2、基于决策变量，利用随机搜索策略对水库群中的各个目标水库在初始调度轨迹邻域内生成由若干个调度方案构成的初始种群；所述种群中每个调度方案对应为一个个体；S3、将种群中各个个体决策值进行修正，之后利用动态惩罚系数，依次计算所有个体的适应度值；S4、依次利用大尺度、中尺度、小尺度搜索策略对种群中各个个体的位置进行迭代更新，得到在该尺度搜索策略下对应的优秀个体；其中各尺度搜索策略执行时的过程为：对上一个尺度搜索策略得到的优秀个体位置进行更新，然后执行步骤S3计算该搜索策略下更新后的个体适应度值，比较该搜索策略下更新前后的个体适应度值，将适应度值高的个体确定为该尺度搜索策略下的优秀个体；S5、判断S4迭代更新的次数是否达到预设最大迭代次数，是则将该预设最大迭代次数所对应的小尺度搜索策略优秀个体作为最佳调度方案。2.根据权利要求1所述的一种梯级水库群发电调度变尺度方法，其特征在于，步骤S2具体包括：初始化计数器k＝1，第k次迭代时个体m为一种包括I个水电站J个时段的调度方案，如下式：Z(k,m)＝[Z(k,m,1,1),…,Z(k,m,1,T),…,Z(k,m,i,j),…,Z(k,m,N,1),…,Z(k,m,N,T)]，其中，Z(k,m,i,j)、r(k,m,i,j)分别表示第k次迭代时个体m中，水库i在时段j的决策值与相应的随机数；K表示循环次数；M表示个体数目；I表示水库数目；J表示时段数目；表示水库i在时段j的初始决策。3.根据权利要求2所述的一种梯级水库群发电调度变尺度方法，其特征在于，步骤S3具体包括如下子步骤:S3.1、将各个个体的决策值修正至可行范围内如下式：其中，分别表示水库i在时段j决策值的最大值、最小值；S3.2、利用动态惩罚系数法依次计算所有个体的适应度值如下式：其中，P(k,m,i,j)表示第k次迭代时个体m中，水库i在时段j的出力值；w(i,j)表示水库i在时段j的电价系数；t(j)表示时段j的小时数；Δ(k,m,l)表示第k次迭代时个体m中第l项2CN115619027A权利要求书2/3页约束的破坏项；L表示约束数目；a(k,m,l)表示第k次迭代时个体m中第l项约束的惩罚系数；a(k‑1,m,l)表示第k‑1次迭代时个体m中第l项约束的惩罚系数；b表示调整系数。4.根据权利要求1所述的一种梯级水库群发电调度变尺度方法，其特征在于，步骤S4具体步骤如下：S401、利用大尺度搜索策略对种群中各个个体的位置进行更新，然后执行步骤S3计算更新后的个体适应度值，将大尺度搜索策略更新前的个体适应度值与更新后的个体适应度值进行比较，将适应度值高的个体确定为大尺度搜索策略优秀个体，进入步骤S402；S402、利用中尺度搜索策略对大尺度搜索策略的优秀个体的位置进行更新，然后执行步骤S3计算更新后的个体适应度值，将中尺度搜索策略更新前的个体适应度值与更新后的个体适应度值进行比较，将适应度值高的个体确定为中尺度搜索策略优秀个体，进入步骤S403；S403、利用小尺度搜索策略对中尺度搜索策略的优秀个体的位置进行更新，然后执行步骤S3计算更新后的个体