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专利名称：基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法及设备

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210444311.1

专利申请（专利权）人：怀化沅江电力开发有限责任公司洪江水力发电厂
权利人地址：湖南省怀化市洪江区横岩乡洪江水力发电厂

专利发明（设计）人：发明人:邹四群,肖遥,丁晖庆,邓亚,毛博钦,肖学友,陈政,陈超,胡钊,鲁晟林,胡志四,刘海祥

专利摘要：本发明提出一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法及设备，该方法通过获取上下游梯级电站的电站相关信息，基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间；根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围。通过本发明，能够增加下游电站发电量，减少弃水，当来水较大时消峰作用，减少上游电站对下游电站的防洪压力，提高经济效益。

主权利要求：
1.一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法，其特征在于，包括：
获取上下游梯级电站的电站相关信息，所述电站相关信息至少包括上下游梯级电站水位库容信息、发电量信息，下游电站的来水组成信息；其中，所述上下游梯级电站水位库容信息包括：正常蓄水位及对应库容、死水位及库容及水位库容曲线；所述发电量信息为上下游梯级电站的最大发电流量；下游电站的来水组成信息包括上游电站出库流量信息和全部支流的来水流量信息；
基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间；其中，下游电站的弃水时间通过上、下游电站的满发流量、支流来水流量、正常蓄水位对应库容及下游电站起始库水位对应库容进行计算；
上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围，实现对上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度；
所述上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；通过如下两种方式确定下游电站不发生弃水的最佳起始水位及日水位变幅范围，匹配上游电站与下游电站的日发电量；
第一种方式：上游电站机组由全停至满负荷，同时下游电站满负荷运行；
第二种方式：上游电站机组由全停至满负荷，下游电站在开始t小时内维持库水位平衡，t小时后满发方式；
上游电站对下游电站的影响,主要受支流流量限制，在支流流量不同情况下，计算出下游电站开闸弃水的最短时间和最长时间，下游电站起始水位越低，发生弃水的时间越长；
上游电站出库流量为0，支流来水流量z＜y时，下游电站不会弃水，若z＞y时，下游电站提前腾库运行，增发电量；
上游电站机组满发，支流入库流量z≥0时，下游电站根据计算得到的弃水时间进行弃水，且按上游电站满发时下游电站的初始水位进行发电负荷的控制；下游电站维持满负荷运行时，下游电站发电效益最高，拖延弃水时间。
2.根据权利要求1所述的基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法，其特征在于，在根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围的步骤中，设定上游电站机组满发流量x立方米每秒，下游电站满发流量为y立方米每秒，支流来水流量为z立方米每秒，则下游电站的弃水时间为：8
T＝(V正?V?ΔV)×10/(x+z?y)/3600
其中，V正为正常蓄水位对应库容，V为对应下游电站不同的起始库水位的库容，ΔV为工8
作指定时间t后的库容，ΔV＝[(x+z?y)×(t×3600)]/10。
3.一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取上下游梯级电站的电站相关信息，所述电站相关信息至少包括上下游梯级电站水位库容信息、发电量信息，下游电站的来水组成信息；其中，所述上下游梯级电站水位库容信息包括：正常蓄水位及对应库容、死水位及库容及水位库容曲线；所述发电量信息为上下游梯级电站的最大发电流量；下游电站的来水组成信息包括上游电站出库流量信息和全部支流的来水流量信息；
弃水时间计算模块，用于基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间；其中，下游电站的弃水时间通过上、下游电站的满发流量、支流来水流量、正常蓄水位对应库容及下游电站起始库水位对应库容进行计算；
优化调度模块，用于上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围，实现对上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度；
所述优化调度模块通过如下两种方式确定下游电站不发生弃水的最佳起始水位及日水位变幅范围，匹配上游电站与下游电站的日发电量；
第一种方式：上游电站机组由全停至满负荷，同时下游电站满负荷运行；
第二种方式：上游电站机组由全停至满负荷，下游电站在开始t小时内维持库水位平衡，t小时后满发方式；
上游电站对下游电站的影响,主要受支流流量限制，在支流流量不同情况下，计算出下游电站开闸弃水的最短时间和最长时间，下游电站起始水位越低，发生弃水的时间越长；
在所述优化调度模块优化调度过程中，上游电站出库流量为0，支流来水流量z＜y时，下游电站不会弃水，若z＞y时，下游电站提前腾库运行，增发电量；
上游电站机组满发，支流入库流量z≥0时，下游电站根据计算得到的弃水时间进行弃水，且按上游电站满发时下游电站的初始水位进行发电负荷的控制；下游电站维持满负荷运行时，下游电站发电效益最高，拖延弃水时间。
4.一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1?2中任一项所述的方法中的各步骤。
5.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1?2中任一项所述的方法中的各步骤。 说明书 : 基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法及设备技术领域[0001] 本发明涉及水电优化技术领域，尤其涉及一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法、装置、设备、存储介质。背景技术[0002] 我国水利资源丰富，水力发电是我国电力系统重要的电源类型。因此，流域梯级水电的联合优化也成为我国电力系统调度运行的重要技术内容。梯级水电发电优化调度是以年为周期、月为单位对水电站的发电计划进行优化，从而合理地安排水电站进行发电，充分利用水能资源。随着清洁能源的重要性愈加体现，越来越多的电力系统中采用了梯级水电站间互补的方式，极大地减少了环境污染。但是在实际工作中，上下游水电站流量不匹配给水库调度运行带来了很多不确定因素，调度不当将造成不必要的弃水，水资源浪费，相反，调度合理的话，既能汛期起到削峰作用，又能起到增加发电量提高经济运行的目的。发明内容[0003] 本发明提供一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法、装置、设备、存储介质，旨在增加下游电站发电量，减少弃水，提高经济效益。[0004] 为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法，包括：[0005] 获取上下游梯级电站的电站相关信息，所述电站相关信息至少包括上下游梯级电站水位库容信息、发电量信息，下游电站的来水组成信息；其中，所述上下游梯级电站水位库容信息包括：正常蓄水位及对应库容、死水位及库容及水位库容曲线；所述发电量信息为上下游梯级电站的最大发电流量；下游电站的来水组成信息包括上游电站出库流量信息和全部支流的来水流量信息；[0006] 基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间；其中，下游电站的弃水时间通过上、下游电站的满发流量、支流来水流量、正常蓄水位对应库容及下游电站起始库水位对应库容进行计算；[0007] 上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围，实现对上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度。[0008] 其中，在根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围的步骤中，设定上游电站机组满发流量x立方米每秒，下游电站满发流量为y立方米每秒，支流来水流量为z立方米每秒，则下游电站的弃水时间为：[0009] T＝(V正?V?ΔV)×108/(x+z?y)/3600[0010] 其中，V正为正常蓄水位对应库容，V为对应下游电站不同的起始库水位的库容，ΔV8为工作指定时间t后的库容，ΔV＝[(x+z?y)×(t×3600)]/10。[0011] 其中，上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；通过如下两种方式确定下游电站不发生弃水的最佳起始水位及日水位变幅范围，匹配上游电站与下游电站的日发电量；[0012] 第一种方式：上游电站机组由全停至满负荷，同时下游电站满负荷运行；[0013] 第二种方式：上游电站机组由全停至满负荷，下游电站在开始t小时内维持库水位平衡，t小时后满发方式。[0014] 其中，上游电站对下游电站的影响,主要受支流流量限制，在支流流量不同情况下，计算出下游电站开闸弃水的最短时间和最长时间，下游电站起始水位越低，发生弃水的时间越长。[0015] 其中，上游电站出库流量为0，支流来水流量z＜y时，下游电站不会弃水，若z＞y时，下游电站提前腾库运行，增发电量；[0016] 上游电站机组满发，支流入库流量z≥0时，下游电站根据计算得到的弃水时间进行弃水，且按上游电站满发时下游电站的初始水位进行发电负荷的控制下游电站维持满负荷运行时，下游电站发电效益最高，拖延弃水时间。[0017] 本发明的第二个目的在于提出一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度装置，包括：[0018] 数据获取模块，用于获取上下游梯级电站的电站相关信息，所述电站相关信息至少包括上下游梯级电站水位库容信息、发电量信息，下游电站的来水组成信息；其中，所述上下游梯级电站水位库容信息包括：正常蓄水位及对应库容、死水位及库容及水位库容曲线；所述发电量信息为上下游梯级电站的最大发电流量；下游电站的来水组成信息包括上游电站出库流量信息和全部支流的来水流量信息；[0019] 弃水时间计算模块，用于基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间；其中，下游电站的弃水时间通过上、下游电站的满发流量、支流来水流量、正常蓄水位对应库容及下游电站起始库水位对应库容进行计算；[0020] 优化调度模块，用于上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围，实现对上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度。[0021] 其中，优化调度模块通过如下两种方式确定下游电站不发生弃水的最佳起始水位及日水位变幅范围，匹配上游电站与下游电站的日发电量；[0022] 第一种方式：上游电站机组由全停至满负荷，同时下游电站满负荷运行；[0023] 第二种方式：上游电站机组由全停至满负荷，下游电站在开始t小时内维持库水位平衡，t小时后满发方式。[0024] 其中，在优化调度模块优化调度过程中，上游电站出库流量为0，支流来水流量z＜y时，下游电站不会弃水，若z＞y时，下游电站提前腾库运行，增发电量；[0025] 上游电站机组满发，支流入库流量z≥0时，下游电站根据计算得到的弃水时间进行弃水，且按上游电站满发时下游电站的初始水位进行发电负荷的控制；下游电站维持满负荷运行时，下游电站发电效益最高，拖延弃水时间。[0026] 本发明的第三个目的在于提出一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行前述技术方案的方法中的各步骤。[0027] 本发明的第四个目的在于提出一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行根据前述技术方案的方法中的各步骤。[0028] 区别于现有技术，本发明提供的基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法，通过获取上下游梯级电站的电站相关信息，基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间；根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围。通过本发明，能够增加下游电站发电量，减少弃水，当来水较大时消峰作用，减少上游电站对下游电站的防洪压力，提高经济效益。附图说明[0029] 本发明的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：[0030] 图1是本发明提供的一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法的流程示意图。[0031] 图2是本发明提供的一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度装置的结构示意图。[0032] 图3是本发明提供的一种非临时性计算机可读存储介质的结构示意图。具体实施方式[0033] 下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0034] 图1为本发明实施例所提供的一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法。包括：[0035] S101：获取上下游梯级电站的电站相关信息，电站相关信息至少包括上下游梯级电站水位库容信息、发电量信息，下游电站的来水组成信息。[0036] 其中，上下游梯级电站水位库容信息包括：正常蓄水位及对应库容、死水位及库容及水位库容曲线；发电量信息为上下游梯级电站的最大发电流量。下游电站的来水组成信息包括上游电站出库流量信息和全部支流的来水流量信息。[0037] S102：基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间。其中，下游电站的弃水时间通过上、下游电站的满发流量、支流来水流量、正常蓄水位对应库容及下游电站起始库水位对应库容进行计算。[0038] 设定上游电站机组满发流量x立方米每秒，下游电站满发流量为y立方米每秒，支流来水流量为z立方米每秒，则下游电站的弃水时间为：[0039] T＝(V正?V?ΔV)×108/(x+z?y)/3600[0040] 其中，V正为正常蓄水位对应库容，V为对应下游电站不同的起始库水位的库容，ΔV8为工作指定时间t后的库容，ΔV＝[(x+z?y)×(t×3600)]/10。[0041] 对应不同的起始水位，下游电站弃水时间如下表1所示：[0042][0043] 表1上游电站对下游电站的弃水时间影响[0044] 本发明以充分利用水资源为前提，通过上下游梯级电站不同来水及发电运行方式情况下均不发生弃水的分析，匹配上下游梯级电站日发电量，达到增发电量减少弃水的目的。[0045] 步骤S103：上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围，实现对上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度。[0046] 上游电站与下游电站不同发电运行方式，引起下游电站弃水时间和弃水量的变化；通过如下两种方式确定下游电站不发生弃水的最佳起始水位及日水位变幅范围，匹配上游电站与下游电站的日发电量；[0047] 第一种方式：上游电站机组由全停至满负荷，同时下游电站满负荷运行；[0048] 第二种方式：上游电站机组由全停至满负荷，下游电站在开始t小时内维持库水位平衡，t小时后满发方式。[0049] 上游电站对下游电站的影响,主要受支流流量限制，在支流流量不同情况下，计算出下游电站开闸弃水的最短时间和最长时间，下游电站起始水位越低，发生弃水的时间越长。[0050] 上游电站出库流量为0，支流来水流量z＜y时，下游电站不会弃水，若z＞y时，下游电站提前腾库运行，增发电量；[0051] 上游电站机组满发，支流入库流量z≥0时，下游电站根据计算得到的弃水时间进行弃水，且按上游电站满发时下游电站的初始水位进行发电负荷的控制下游电站维持满负荷运行时，下游电站发电效益最高，拖延弃水时间。[0052] 在上游电站和支流的流量逐步增加时，下游电站的日发电量变化情况如表2所示：[0053][0054][0055] 表2下游电站日发电量与上游电站、支流流量匹配关系表[0056] 此外，如图2所示，本发明提供了一种基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度装置，包括：[0057] 数据获取模块310，用于获取上下游梯级电站的电站相关信息，电站相关信息至少包括上下游梯级电站水位库容信息、发电量信息，下游电站的来水组成信息；[0058] 弃水时间计算模块320，用于基于获取的上下游梯级电站相关信息，判断上游电站和支流对下游电站流量的影响，并计算下游电站的弃水时间；[0059] 优化调度模块330，用于根据下游电站的弃水时间，确定下游电站全天24小时内不发生弃水的最佳起始水位和日水位变幅范围，实现对上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度。[0060] 为了实现实施例，本发明还提出一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行前述技术方案的基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度方法中的各步骤。[0061] 如图3所示，非临时性计算机可读存储介质包括指令的存储器810，接口830，指令可由根据处理器820执行以完成方法。可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD?ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。[0062] 为了实现所述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例的基于上下游梯级电站发电流量不匹配的优化调度。[0063] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。[0064] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。[0065] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。[0066] 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。[0067] 应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在所述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。[0068] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现所述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。[0069] 此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。所述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。[0070] 所述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，所述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对所述实施例进行变化、修改、替换和变型。

专利地区：湖南

专利申请日期：2022-04-25

专利公开日期：2024-10-15

专利公告号：CN115099551B