摘要：各个投入运行的水电站不单单是为了实现水力发电以及为电网提供稳定电源等目标，也可以实现江河水资源的有效控制，促使我国水利建设事业发展速度得到大幅度提升。依据梯级水电站实际情况，对其运行措施进行优化，可以保证机构和站内运行经济性，并且还可以降低发电成本，促使发电企业的发电量得到一定程度提升，推动企业走上一条稳定发展道路上。
关键词：梯级水电站；发电量；优化运行
1.提高梯级水电站发电量的优化运行措施的研究背景
电能的生产能够划分为火力发电、风力发电以及水力发电等几种类型，现阶段我国一般是将火力发电放置在主体地位上，但是火力发电事业发展过程中消耗的煤炭资源量非常多，并且在发电过程中还会引发较为严重的环境污染问题，不利于我国可持续发展目标的实现，水电站是水利发电的生产基地，在我国实现节能减排目标以及提升电能供应多样性的过程中，发挥出的作用十分重要，想要对水电站的运行安全性及稳定性做出保证。就需要对其运行措施进行优化，保证梯级水电站走上一条可持续发展道路上。梯级水电站如图1 田湾河梯级水电站所示。
图1 田湾河梯级水电站
2.优化梯级水电站运行的意义
在我国水电站建设发展技术水平不断提升的背景下，传统型地区行政管理模式逐渐向着流域综合规划管理的方向发展，梯级水电站建设发展水平也逐渐提升，电网管理规划逐渐向着精细化的方向发展，将主要负荷需求逐级分配各个梯级水电站，推动电力生产向着规范化的方向发展，节省下来一定发电成本，并让发电效率得到大幅度提升。为了可以对电网整体运行效率做出保证，应当适当的对梯级水电站运行情况进行优化，推动其走上一条经济化运行道路上。在此背景下，不单单是可以让水电站水轮机组损耗得到有效的控制，也可以让梯级水电站的发电性能增强，解决我国能源紧张问题，为我国更好的参与国际竞争提供一定有利条件。
3.梯级水电站运行的优化方法
3.1状态逐密离散微分动态规划
依据经验或者简便方法规划出一条尽可能贴近最优的决策序列，求导出与之相对应的初始状态序列；在此初始状态序列的上下各变动一个小范围（增量）构成廊道；在廊道当中使用DP求解；反复迭代一直到收敛为止。在迭代过程当中，增量是有从大变小的；也可以依据实际情况仅仅在初始决策序列的一侧选取增量；还可以在各个阶段和上下两侧的增量个数上进行调整，增量数值也可以不同。此方法可以求解一维甚至是多维问题，但是求出的解也难以确保在全部情况下都收敛到真正的整体最优解。计算工作量和初始决策序列的选择关系十分密切，与之相同，也可以通过选取不同的初始状态序列和决策序列开展试算工作。
3.2直接搜索算法
基于Hooke-Jeeves方法的直接搜索法是由两种移动构成的。第一探测搜索，其目标是探求下降的最有利方向。模式搜索，其目标是沿着最有利方向进行加速，也会被成为是步长搜索法。针对参与优化电站数量较多的情况下，需要对电站做分组处理的同时在时间上做分段处理，每一次对一部分变量进行搜索，逐渐逼近一直到满足结束条件为止。直接搜索算法在实现上和离散微分动态规划有一定相似之处，但是可以处理的调峰电量是最大的，这一种和多个时段有关系，难以表示为各个时段局部目标函数求和的问题是更为方便的，直接搜索算法难以利用动态规划相关理论，在搜索方式和步长确定等细节问题上仍然是需要依据实际情况找寻合适的处理方法。梯级水电系统发电优化调度工作进行的过程中，可以使用此算法和POA算法相互融合，解决短期优化调度问题。
3.3负荷快速分配算法
依据蓄能最大和售电量收入最大方式建模的过程中，首先应当将初始解相较于既定时段负荷不足或者超出的部分划分为几个不同阶段，每一次针对其中一个阶段在电站间分配。需要增加出力的情况下，依次计算各个电站在出力有微小增加情况下目标函数发生的变化；在需要减少出力的情况下，依次计算各个电站在处理略微减小的时候目标函数发生的变化，而后计算目标函数相较于系统总处理的变化量，再将各个电站做排序处理，准则是目标函数增加的有限，目标函数对处理变化的增加率或者是减小率的有限。而后在详细分析各个电站处理限制的情况下，将此区域负荷中的一部分依据记性顺序分配给排序参考前电站，重复这一过程，一直到这一阶段的负荷完全分配完毕，最终依据上文中所说的这一方法，重新对处理变化后各个电站进行排序，分配后续一个阶段的负荷，一直到可以将全部电站的负荷要求满足为止。
3.4惩罚函数法
水电站群优化调度问题是最为典型的约束优化问题，求解约束优化问题的最重要方法是序列无约束最小化技术，可以将其简称为SUMT法，此方法中包含的是惩罚函数法和碰壁函数法，惩罚函数法是对可行区域外的解答，依据其和可行区域边界距离也就是违反约束条件的程度做出惩罚，一般通过和各个约束条件相对应的一列惩罚项目来实现，在可行区域当中全部惩罚项目都没有任何作用。
3.5统一调度
为了能够对梯级水电站的发电量及经济效益做出保证，应当施行AGC调控措施。遵循一个电源节点的统一调度原则，对流域中梯级水电站施行实时优化调度措施的过程中，选取一个电源节点施行调度措施，可以规避多个电源节点引发的调度和经济运行相悖这一问题。将一个电源节点作为依据，可以推动数据和信息向着精准化的方向发展。
结语
在我国社会经济发展速度持续稳定提升的背景下，我国经济总量不断增多，社会能源需求也不断增多。特别是电能需求量大幅度提升，不单单应当在照明这一领域中提供能源支持，还需要对企业生产设备及电气设备的运行安全性及稳定性做出保证，为了能够推动水电事业走上稳定发展道路上，一定是需要对梯级水电站运行情况进行优化，科学合理的使用水资源，促使电能生产效率得到大幅度提升，切实满足我国社会的能源需求，为我国和谐型社会的形成做出一定贡献。
参考文献：
[1].世界在建最大水电工程白鹤滩水电站大坝浇筑量过半[J].四川水力发电，2019，38（03）：144.
[2]肖杨，王也，东岩.沅水梯级水库长期发电优化调度研究[J].人民长江，2019，50（S1）：320-323.
[3]马昱斐，钟平安，徐斌，芦璐，李昆朋.基于全微分法的多主体梯级水电站群联合调度增益归因及分配[J].水利学报，2019，50（07）：881-893.
[4]. Hydrology；Study Results from Sun Yat Sen University in the Area of Hydrology Reported（Impacts of Small Cascaded Hydropower Plants On River Discharge In a Basin In Southern China）[J]. Energy Weekly News，2019.
论文作者:赵鑫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/8
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