CN107016496A - 梯级水电站群水位控制提效率的测算方法及系统 - Google Patents

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CN107016496A CN201710172509.8A CN201710172509A CN107016496A CN 107016496 A CN107016496 A CN 107016496A CN 201710172509 A CN201710172509 A CN 201710172509A CN 107016496 A CN107016496 A CN 107016496A
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Abstract

本发明涉及一种梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，包括如下步骤：计算水库水位控制目标区间；计算实际发电量；求出考核电量；确定所述责任弃水电量的值；计算库容差电量；根据所述实际发电量、考核发电量、责任弃水电量、库容差电量计算水位控制提效率；还涉及一种流域梯级水电站群优化调度效益评价系统，用于实现所述级水电站群水位控制提效率的测算方法，具体包括：客户机层、服务层和数据存储层。本发明中的方法和系统解决了水能利用提高率传统算法受年初水位影响较大的问题，大大改善了季调节以上电站在年初水位较低且来水较少时，按照设计调度图调度经常位于死水位运行的不合理等情况。

Description

梯级水电站群水位控制提效率的测算方法及系统
技术领域
本发明涉及流域梯级水电站群优化调度技术领域，具体而言，涉及一种梯级水电站群水位控制提效率的测算方法及一种流域梯级水电站群优化调度效益评价系统。
背景技术
水能利用提高率是衡量水电站优化调度工作成效的重要指标，水能利用提高率的考核对促进水调工作，充分利用水能资源具有重要意义。水能利用提高率是水电站节水增发电量与考核电量的比值。考核电量根据统计时段内的实际来水情况，按照水电站的设计标准计算得到；统计时段内实际电量与考核电量的差值即为水电站的节水增发电量，则水能利用提高率＝(时段实际电量-时段考核电量)/(时段考核电量)*100％。其中，计算水能利用提高率的关键是考核电量如何计算，考核电量计算标准的高低直接关系到水能利用提高率结果的大小。
目前国内考核电量的计算方法主要依赖于调度图，这种法存在两大问题。一方面，调度图在使用时仅依赖于当前水位，而实际调度过程中，调度策略的制定不仅要考虑当前的水位状况，而且要考虑未来的来水状况，加之调度图上、下基本调度线中的范围较大，完全根据调度图来进行考核电量的计算是不够合理的。另一方面，原有单个水电站的水能利用提高率算法如何推广到梯级，切实反映梯级各电站间的水力联系和梯级联调的效益是至关重要的。此外，在计算梯级水电站群的水能利用提高率时，库容差电量的折算不应该只考虑本库，应该按照梯级蓄能计算公式，梯级中某个电站的库容差电量等于计算时段末本库与其上游各库库容差之和在该电站能够转化的电量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种适用于不同流域梯级的梯级水电站群水位控制提效率计算方法，使水位控制提效率计算结果能反映梯级水电站群的优化调度成效，为梯级水电站群联合优化调度起到良好的指导作用。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供了一种梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，包括如下步骤：
步骤1：根据水库近十年实际运行月平均水位、水库设计死水位、水库设计正常高水位、水库调度图数据，计算水库水位控制系数月度考核指标；并根据水位控制系数考核指标月度评分计算公式反求水库水位控制目标区间；；
步骤2：根据逐日逐时段各台机组负荷资料，计算实际发电量；
步骤3：根据水库实际运行初水位、区间流量、水位控制目标区间、调度规则求出考核电量；
步骤4：根据产生弃水的洪水过程中的入库流量确定产生责任弃水电量的临界点，根据所述临界点的水位与水位控制目标区间上限的关系确定所述责任弃水电量的值；
步骤5：根据梯级蓄能计算方法，计算库容差电量；
步骤6：根据所述实际发电量、考核发电量、责任弃水电量、库容差电量计算水位控制提效率。
进一步地、所述步骤1中具体包括：采用公式计算水库水位控制系数月度考核指标，其中为水库第j月水位控制系数月度考核指标值；Zn,j为水库多年运行水位的第j月平均值，水库实际运行时间超过10年，取10年运行的实际平均值，不足10年的取水库投运以来的历年实际平均值；Zd,j为水库调度图保证出力区中心线对应的第j月水位，对于年调节及以上水电站，水库调度图原则上以最新复核调度图为准，无复核调度图的以设计调度图为准(无调度图的水库，Zd,j＝Zn,j)；Zs为水库设计死水位；Zz为水库设计正常高水位；
进一步地、所述步骤1中还包括：根据水库水位控制系数考核指标月度评价得分计算公式反求水库水位控制系数月度得分为15分至18分所对应的水位控制合理范围，即水位控制目标区间，其中f(·)为绝对值取小函数；为水库第j月的实际月水位控制系数；为水库第j月的水位控制系数月度考核指标值；τj为水库第j月水位控制系数考核指标月度评价得分。
进一步地、所述步骤3中考核电量计算原则为：将水库水位控制系数月度评价得分为15分至18分所对应的水位区间作为月末考核水位的目标区间，并采用线性插值获得旬水位目标区间，在非汛期，以保证出力为初始值进行试算，当末水位落在目标区间内时，按保证出力发电；当末水位低于目标区间时，逐渐降低出力，直至末水位落在目标区间内，若降低出力仍无法达到目标区间，则按不发电运行；当末水位高于目标区间时，逐渐加大出力，直至末水位落在目标区间内，若来水过多，出力增大到最大出力时末水位仍高于目标区间，则按最大能力发电出力，水位上涨至正常高水位后开始弃水；在汛期，根据计算时段来水的丰、平、枯情况，分别对应设定全时段满发、高峰满发和来水发电三种出力方式；在进行梯级水电站群考核电量的试算过程中，按上下游顺序自上而下计算，龙头电站的入库流量即为实际入库流量，其余电站的入库流量为其直接上游电站的计算出库流量与实际区间流量之和。
进一步地、所述步骤3具体包括：
步骤31：读取水库近十年实际运行月平均水位，水库设计死水位，水库正常高水位，水库调度图数据，根据水位控制系数考核指标计算公式和评分规则计算水库水位控制系数月度考核指标及其对应的水位控制合理范围，将该水位范围作为月末考核水位的目标区间(Zt,min，Zt,max)，并利用线性插值求得对应的旬末考核水位目标区间；
步骤32：读取Q入,t，γ核,t，K核,t，令上一时段末水位为本时段初水位Zt；
步骤33：查水位库容曲线得到Vt；
步骤34：非汛期令初次试算出力Nt＝N保，并假定时段出库流量为Q出,t＝Qfd,t＝Qmax；汛期则根据来水丰、平、枯情况，分别考虑按全时段满发、高峰满发和来水发电的情况对应发电出力；
步骤35：由水量平衡方程计算时段末库蓄水量Vt+1；若Vt+1＞Vmax,t，则将Vt+1-Vmax,t作为弃水量，并计算Q泄流,t，且Q出,t＝Qfd,t+Q泄流,t，并使得Vt+1＝Vmax,t；若Vt+1＜Vmin,t，则令Vt+1＝Vmin,t，利用水量平衡方程反求Q出,t；
步骤36：由Vt+1查库容曲线得到水库时段末库水位Zt+1；
步骤37：由Q出,t查下游水位流量关系曲线得时段下游平均水位Zx,t；
步骤38：计算水头H均,t＝(Zt+Zt+1)/2-Zx,t；
步骤39：由H均,t查预想出力曲线得N预,t；
步骤310：由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t＝γ核,t×N预,t；
步骤311：计算时段考核出力N核,t＝min(Nt,Nmax,t)；
步骤312：计算发电流量
步骤313：如果|Q′fd,t+Q泄流,t-Q出,t|＜ξ，则记录Q′fd,t、Q出,t、Vt+1、Zt+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q出,t，返回步骤35；
步骤314：判断Zt+1是否落在水位控制目标区间内，若Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，则N核,t＝N保，进入下一时段试算；若Zt+1≤Zt,min，则按照一定的步长减小出力并返回步骤34进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力减小至0时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则本时段不发电，此时N核,t＝0，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；若Zt+1≥Zt,max，则按照一定的步长增大出力并返回步骤34进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力值增加到最大预想出力时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则按最大预想出力发电，此时N核,t＝N预,t，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；
步骤315：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Zt+1，各时段的平均出力N核,t；
步骤316：考核电量为各时段电量之和，E核＝∑(N核,t×Δt)；
其中，Q入,t：时段平均入库流量；K核,t：核定综合出力系数；
Zt：时段初坝上水位；γ核,t：时段核定负荷率；Nt：调度图指示出力；Q出,t：时段平均出库流量；Qfd,t：时段平均发电流量；Qmax：电站最大过机流量；Vt：时段初库容；Vt+1：时段末库容；Vmin,t：时段最小库容限制；Vmax,t：时段最大库容限制；Q泄流,t：时段平均弃水流量；Zt+1：时段末坝上水位；Zx,t：时段平均尾水水位；H均,t：时段平均发电水头；N预,t：时段预想出力；Nmax,t：时段最大可调出力；N核,t：时段考核出力；E核,t：时段考核电量Δt：时段小时数；ξ：允许误差。
进一步地、所述步骤313中重新假定Q出,t的步骤包括：再次假定
Q出,t＝(Q′fd,t+Q泄流,t+Qmax)/2。
进一步地，所述步骤4具体包括：
判断产生弃水的洪水过程中第一次出现入库流量等于满发流量时，确定该时刻为产生责任弃水电量的临界点：若临界点的水位未超过水位控制目标区间上限，责任弃水电量Ei,责为0；若临界点的水位超过水位控制目标区间上限，超出的库容为V1，弃水量为V2，若V2≤V1，则责任弃水电量Ei,责＝V2/εi,弃；若临界点的水位超过水位控制目标区间上限，超出的库容为V1，弃水量为V2，若V2＞V1，则责任弃水电量Ei,责＝V1/εi,弃，其中εi,弃为本次弃水期间平均发电耗水率。
进一步地，所述步骤4具体包括：
步骤41：读取Zt，Q入,t，Qfd,t，Q弃,t，Qfd,max，Et，Zt,min，Zt,max；
步骤42：搜索Q弃,t>0的时间段(t1，t2)，求出发电水量V发、弃水量V弃和弃水期总电量E弃，则εi,弃＝V发/E弃；
步骤43：搜索弃水发生前的洪水过程中第一次出现入库流量等于满发流量的时刻t0；
步骤44：若则Ei,责＝0；若由和查水位库容曲线得 并计算t0时刻库水位超出水位控制目标区间上限的库容若V弃＞ΔV，则Ei,责＝ΔV/εi,弃；若V弃≤ΔV，则Ei,责＝V弃/εi,弃；
其中，εi,弃为本次弃水期间平均发电耗水率，Q入,t为时段平均入库流量；Zt为时段初坝上水位；Qfd,t为时段平均发电流量；Q弃,t为时段弃水流量；Qfd,max为时段最大发电流量；Et为时段发电量；Ei,责为责任弃水电量；为t0时刻水位，为水位控制目标区间上限，为t0时刻库容，为水位控制目标区间上限对应的库容，V弃为弃水库容。
进一步的，所述步骤5中计算库容差电量的步骤包括：梯级中某一个电站的库容差电量等于其上游所有电站(含自身)的期末库容差之和与该电站考核计算发电耗水率的比值，计算公式如下，其中：Vj,实际为梯级第j个水电站实际的期末水库蓄水量；Vj,考核为梯级第j个水电站考核计算的期末水库蓄水量；εi,计算为梯级第i个水电站的考核计算平均发电耗水率。
进一步地，所述步骤6中计算水位控制提效率的步骤包括：采用下式计算计算水位控制提效率，
其中：β为水位控制提效率；Ei,实为第i个水电站的实际发电量；Ei,k为第i个水电站的考核发电量；Ei,责为第i个水电站的责任弃水电量；ΔEi为第i个水电站计算时段末水库实际水位与计算水位之间的库容差电量；n为梯级水电站的个数，n＝1时，表示单个水电站。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种能够兼顾多方面的梯级水电站群优化调度效益评价系统。
提供了一种流域梯级水电站群优化调度效益评价系统，包括用于实现上述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法的：客户机层、服务层和数据存储层；所述客户机层包括系统管理模块、基础数据管理模块、指标体系模块、效益评价模块、报表管理模块；所述系统管理模块用于用户的增、删、改、查等操作以及用户角色、密码设置；所述基础信息管理模块用于管理和维护电站基本参数、特征曲线以及查询相关历史运行数据；所述指标体系模块用于常规评价指标的计算结果查询、分析以及水位控制提效率的人工反算，效益评价模块用于考核指标的考核结果查询与展示，报表管理模块用于生成效益评价相应的统计报表；所述服务层用于数据传输、数据校核和指标自动定时计算等；数据存储层用于存储基础信息数据、评价指标结果数据和评价方案等。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明解决了水能利用提高率传统算法受年初水位影响较大的问题，大大改善了季调节以上电站在年初水位较低且来水较少时，按照设计调度图调度经常位于死水位运行的不合理情况；
2、本发明能够缩小计算过程与实际调度过程的差异性，避免了传统方法过分依赖调度图导致结果波动较大、过程不合理等缺点，且同类电站的计算结果更加稳定；
3、本发明既体现了实际调度规则，又反映了水位控制系数对过程控制的理念，能够作为优化调度效益评价指标来指导调度工作，具有较大的推广价值。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明一些实施例中的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法流程示意图；
图2为本发明一些实施例中的梯级水电站群水位控制提效率测算方法中考核电量的步骤流程示意图；
图3为本发明一些实施例中的梯级水电站群水位控制提效率测算方法中弃水责任电量的步骤流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供了一种适用于不同流域梯级的梯级水电站群水位控制提效率计算方法，使水位控制提效率计算结果能反映梯级水电站群的优化调度成效，为梯级水电站群联合优化调度起到良好的指导作用。
实施例一
具体地，本发明实施例提供的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1：根据水库近十年实际运行月平均水位、水库设计死水位、水库设计正常高水位、水库调度图数据，计算水库水位控制系数月度考核指标；并根据水位控制系数考核指标月度评分计算公式反求水库水位控制目标区间；
步骤S2：根据逐日逐时段各台机组负荷资料，计算实际发电量。
步骤S3：根据水库实际运行初水位、区间流量、水位控制目标区间、调度规则求出考核电量。
步骤S4：根据产生弃水的洪水过程中的入库流量确定产生责任弃水电量的临界点，根据所述临界点的水位与水位控制目标区间上限的关系确定所述责任弃水电量的值。
步骤S5：根据梯级蓄能计算方法，计算库容差电量。
步骤S6：根据所述实际发电量、考核发电量、责任弃水电量、库容差电量计算水位控制提效率。本发明实施例提供的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法能够有效不仅考虑当前水位，而且考虑全年的水位状况，并且综合考虑了各个梯级电站的情况，形成了更加符合实际情况的水能利用提升率的计算方法，为提高水能利用效率奠定了基础。
本发明的一些实施例中，通过计算水位控制系数考核指标，结合水位控制系数月度评价得分公式求出其对应的水位控制目标区间，具体地所述步骤1具体包括：采用公式计算水库水位控制系数月度考核指标，其中为水库第j月水位控制系数月度考核指标值；Zn,j为水库多年运行水位的第j月平均值，水库实际运行时间超过10年，取10年运行的实际平均值，不足10年的取水库投运以来的历年实际平均值；Zd,j为水库调度图保证出力区中心线对应的第j月水位，对于年调节及以上水电站，水库调度图原则上以最新复核调度图为准，无复核调度图的以设计调度图为准(无调度图的水库，Zd,j＝Zn,j)；Zs为水库设计死水位；Zz为水库设计正常高水位；
采用水库水位控制系数考核指标月度评价得分计算公反求水库水位控制系数月度评价得分为15分至18分所对应的水位控制合理范围，即水位控制目标区间，其中，f(·)为绝对值取小函数；为水库第j月的实际月水位控制系数；为水库第j月的水位控制系数月度考核指标值；τj为水库第j月水位控制系数考核指标月度评价得分
本发明在考核电量计算实施例中引入水位控制目标区间，对计算时段末水位进行约束，使考核计算末水位更加符合实际科学调度，具体地所述步骤S3中具体包括：将水库水位控制系数月度评价得分为15分至18分所对应的水位区间作为月末考核水位的目标区间，并采用线性插值获得旬水位目标区间，在非汛期，以保证出力为初始值进行试算，当末水位落在目标区间内时，按保证出力发电；当末水位低于目标区间时，逐渐降低出力，直至末水位落在目标区间内，若降低出力仍无法达到目标区间，则按不发电运行；当末水位高于目标区间时，逐渐加大出力，直至末水位落在目标区间内，若来水过多，出力增大到最大出力时末水位仍高于目标区间，则按最大能力发电出力，水位上涨至正常高水位后开始弃水；在汛期，根据计算时段来水的丰、平、枯情况，分别对应设定全时段满发、高峰满发和来水发电三种出力方式；在进行梯级水电站群考核电量的试算过程中，按上下游顺序自上而下计算，龙头电站的入库流量即为实际入库流量，其余电站的入库流量为其直接上游电站的计算出库流量与实际区间流量之和。
在本发明实施例中的另一些实施方式中，所述步骤S3具体包括：
步骤31：读取水库近十年实际运行月平均水位，水库设计死水位，水库正常高水位，水库调度图数据，根据水位控制系数考核指标计算公式和评分规则计算水库水位控制系数月度考核指标及其对应的水位控制合理范围，将该水位范围作为月末考核水位的目标区间(Zt,min，Zt,max)，并利用线性插值求得对应的旬末考核水位目标区间；
步骤32：读取Q入,t，γ核,t，K核,t，令上一时段末水位为本时段初水位Zt；步骤33：查水位库容曲线得到Vt；
步骤34：非汛期令初次试算出力Nt＝N保，并假定时段出库流量为Q出,t＝Qfd,t＝Qmax；汛期则根据来水丰、平、枯情况，分别考虑按全时段满发、高峰满发和来水发电的情况对应发电出力；
步骤35：由水量平衡方程计算得时段末库蓄水量Vt+1；若Vt+1＞Vmax,t，则将Vt+1-Vmax，t作为弃水量，并计算Q泄流,t，且Q出,t＝Qfd,t+Q泄流,t，并使得Vt+1＝Vmax,t；若Vt+1＜Vmin,t，则令Vt+1＝Vmin,t，利用水量平衡方程反求Q出,t；
步骤36：由Vt+1查库容曲线得到水库时段末库水位Zt+1；
步骤37：由Q出,t查下游水位流量关系曲线得时段下游平均水位Zx,t；
步骤38：计算水头H均,t＝(Zt+Zt+1)/2-Zx,t；
步骤39：由H均,t查预想出力曲线得N预,t；
步骤310：由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t＝γ核,t×N预,t；
步骤311：计算时段考核出力N核,t＝min(Nt,Nmax,t)；
步骤312：计算发电流量
步骤313：如果|Q′fd,t+Q泄流,t-Q出,t|＜ξ，则记录Q′fd,t、Q出,t、Vt+1、Zt+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q出,t，如再次假定Q出,t＝(Q′fd,t+Q泄流,t+Qmax)/2，返回步骤35；
步骤314：判断Zt+1是否落在水位控制目标区间内，若Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，则N核,t＝N保，进入下一时段试算；若Zt+1≤Zt,min，则按照一定的步长减小出力并返回步骤34进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力减小至0时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则本时段不发电，此时N核,t＝0，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；若Zt+1≥Zt,max，则按照一定的步长增大出力并返回步骤34进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力值增加到最大预想出力时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则按最大预想出力发电，此时N核,t＝N预,t，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；
步骤315：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Zt+1，各时段的平均出力N核,t；
步骤316：考核电量为各时段电量之和，E核＝∑(N核,t×Δt)；
其中，Q入,t：时段平均入库流量；K核,t：核定综合出力系数；
Zt：时段初坝上水位；γ核,t：时段核定负荷率；Nt：调度图指示出力；Q出,t：时段平均出库流量；Qfd,t：时段平均发电流量；Qmax：电站最大过机流量；Vt：时段初库容；Vt+1：时段末库容；Vmin,t：时段最小库容限制；Vmax,t：时段最大库容限制；Q泄流,t：时段平均弃水流量；Zt+1：时段末坝上水位；Zx,t：时段平均尾水水位；H均,t：时段平均发电水头；N预,t：时段预想出力；Nmax，t：时段最大可调出力；N核,t：时段考核出力；E核,t：时段考核电量Δt：时段小时数；ξ：允许误差。
本发明实施例中根据临界点水位与水位控制目标区间上限之间的关系确定责任弃水电量，具体地，所述步骤S4具体包括：
判断产生弃水的洪水过程中第一次出现入库流量等于满发流量时，确定该时刻为产生责任弃水电量的临界点：若临界点的水位未超过水位控制目标区间上限，责任弃水电量Ei,责为0；若临界点的水位超过水位控制目标区间上限，超出的库容为V1，弃水量为V2，若V2≤V1，则责任弃水电量Ei,责＝V2/εi,弃；若临界点的水位超过水位控制目标区间上限，超出的库容为V1，弃水量为V2，若V2＞V1，则责任弃水电量Ei,责＝V1/εi,弃，其中εi,弃为本次弃水期间平均发电耗水率。
本发明的一些实施例中，所述步骤4具体包括：
步骤41：读取Zt，Q入,t，Qfd,t，Q弃,t，Qfd,max，Et，Zt,min，Zt,max；
步骤42：搜索Q弃,t>0的时间段(t1，t2)，求出发电水量V发、弃水量V弃和弃水期总电量E弃，则εi,弃＝V发/E弃；
步骤43：搜索弃水发生前的洪水过程中第一次出现入库流量等于满发流量的时刻t0；
步骤44：若则Ei,责＝0；若由和查水位库容曲线得 并计算t0时刻库水位超出水位控制目标区间上限的库容若V弃＞ΔV，则Ei,责＝ΔV/εi,弃；若V弃≤ΔV，则Ei,责＝V弃/εi,弃；
其中，εi,弃为本次弃水期间平均发电耗水率，Q入,t为时段平均入库流量；Zt为时段初坝上水位；Qfd,t为时段平均发电流量；Q弃,t为时段弃水流量；Qfd,max为时段最大发电流量；Et为时段发电量；Ei,责为责任弃水电量；为t0时刻水位，为水位控制目标区间上限，为t0时刻库容，为水控制目标区间上限对应的库容，V弃为弃水库容。
本发明实施例中根据梯级蓄能的计算思想修正了库容差电量计算公式：梯级中某一个电站的库容差电量等于其上游所有电站(含自身)的期末库容差之和与该电站考核计算发电耗水率的比值，计算公式如下，其中：Vj,实际为梯级第j个水电站实际的期末水库蓄水量；Vj,考核为梯级第j个水电站考核计算的期末水库蓄水量；εi,计算为梯级第i个水电站的考核计算平均发电耗水率。本发明实施例中综合考虑了多种因素求取水位控制提效率，具体地，所述步骤S6中计算水位控制提效率的步骤包括：采用下式计算计算水位控制提效率，
其中：β为水位控制提效率；Ei,实为第i个水电站的实际发电量；Ei,k为第i个水电站的考核发电量；Ei,责为第i个水电站的责任弃水电量；ΔEi为第i个水电站计算时段末水库实际水位与计算水位之间的库容差电量；n为梯级水电站的个数，n＝1时，表示单个水电站。
实施例二
本发明在另一个实施例中也提供了梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，具体方法步骤如下：
前述梯级水电站群水位控制提效率计算方法中，关键在于考核电量的计算，在计算考核电量时，以水库水位控制系数月度得分15分至18分所对应的水位区间作为月末考核水位的目标区间，并采用线性插值获得旬水位目标区间。非汛期，以保证出力为初始值进行试算，当末水位落在目标区间内时，按保证出力发电；当末水位低于目标区间时，逐渐降低出力，直至末水位落在目标区间内，若降低出力仍无法达到目标区间，则按不发电运行；当末水位高于目标区间时，逐渐加大出力，直至末水位落在目标区间内，若来水过多，出力增大到最大出力时末水位仍高于目标区间，则按最大能力发电，水位上涨至正常高水位后开始弃水。汛期，根据计算时段来水的丰、平、枯情况，分别考虑按全时段满发、高峰满发(如16h)和来水发电等情况。在进行梯级水电站群考核电量的试算过程中，按上下游顺序自上而下计算，龙头电站的入库流量即为实际入库流量，其余电站的入库流量为其直接上游电站的计算出库流量与实际区间流量之和。
步骤一、计算水位控制系数考核指标及水位控制目标区间
定义：水位控制系数是指水库的实际运行水位在死水位以上的高度占水位可调最大变幅的比例。
水库水位控制系数月度考核指标计算公式：
式中：——水库第j月水位控制系数月度考核指标值；
Zn,j——水库多年运行水位的第j月平均值，水库实际运行时间超过10年，取10年运行的实际平均值，不足10年的取水库投运以来的历年实际平均值；
Zd,j——水库调度图保证出力区中心线对应的第j月水位，对于年调节及以上水电站，水库调度图原则上以最新复核调度图为准，无复核调度图的以设计调度图为准(无调度图的水库，Zd,j＝Zn,j)。
水库水位控制系数考核指标月度评价得分计算公式：
式中：f(·)——绝对值取小函数；——水库第j月的实际月水位控制系数；——调整后的水库第j月的水位控制系数月度考核指标值；τj——水库第j月水位控制系数考核指标月度评价得分。
根据水库水位控制系数考核指标月度评价得分计算公式反求水库水位控制系数考核指标月度评价得分为15至18分所对应的水位控制合理范围，即为水位控制目标区间，具体计算公式如下：
步骤二、计算实际发电量
根据年内逐日逐时段各台机组负荷资料，剔除低出力机组的出力(主要用于电网调频)，形成电厂逐日总负荷过程，得出电厂逐月负荷过程，计算出实际年发电量Ei,实。
步骤三、计算考核电量
如图2所示，考核电量计算步骤如下：
Step 1：读取水库近十年实际运行月平均水位，水库设计死水位，水库正常高水位，水库调度图数据，根据水位控制系数考核指标计算公式和评分规则计算水库水位控制系数月度考核指标及其对应的水位控制合理范围，将该水位范围作为月末考核水位的目标区间(Zt,min，Zt,max)，并利用线性插值求得对应的旬末考核水位目标区间；
Step 2：读取Q入,t，γ核,t，K核,t，令上一时段末水位为本时段初水位Zt；
Step 3：查水位库容曲线得到Vt；
Step 4：非汛期令初次试算出力Nt＝N保，并假定时段出库流量为Q出,t＝Qfd,t＝Qmax；汛期则根据来水丰、平、枯情况，分别考虑按全时段满发、高峰满发(如16h)和来水发电的情况；
Step 5：由水量平衡方程计算时段末库蓄水量Vt+1；若Vt+1＞Vmax,t，则将Vt+1-Vmax,t作为弃水量(并计算Q泄流,t)，且Q出,t＝Qfd,t+Q泄流,t，并使得Vt+1＝Vmax,t；若Vt+1＜Vmin，t，则令Vt+1＝Vmin，t，利用水量平衡方程反求Q出,t；
Step 6：由Vt+1查库容曲线得到水库时段末库水位Zt+1；
Step 7：由Q出,t查下游水位流量关系曲线得时段下游平均水位Zx,t；
Step 8：计算水头H均,t＝(Zt+Zt+1)/2-Zx,t；
Step 9：由H均,t查预想出力曲线得N预,t；
Step 10：由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t＝γ核,t×N预,t；
Step 11：N核,t＝min(Nt,Nmax,t)；
Step 12：计算发电流量
Step 13：如果|Q′fd,t+Q泄流,t-Q出,t|＜ξ(允许误差)，则记录Q′fd,t、Q出,t、Vt+1、Zt+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q出,t(建议调整策略：再次假定Q出,t＝(Q′fd,t+Q泄流,t+Qmax)/2)，返回Step 5；
Step 14：判断Zt+1是否落在水位控制目标区间内，①若Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，则N核,t＝N保，进入下一时段试算；②若Zt+1≤Zt,min，则按照一定的步长减小出力并返回Step4进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力减小至0时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则本时段不发电，此时N核,t＝0，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；③若Zt+1≥Zt,max，则按照一定的步长增大出力并返回Step4进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力值增加到最大预想出力时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则按最大预想出力发电，此时N核,t＝N预,t，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；
Step 15：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Zt+1，各时段的平均出力N核,t；
Step 16：考核电量为各时段电量之和，E核＝Σ(N核,t×Δt)。
其中，Q入,t：时段平均入库流量；K核,t：核定综合出力系数；
Zt：时段初坝上水位；γ核,t：时段核定负荷率(根据电站所处不同区域得电力市场环境，取不同值)Nt：调度图指示出力；Q出,t：时段平均出库流量；Qfd,t：时段平均发电流量；Qmax：电站最大过机流量；Vt：时段初库容；Vt+1：时段末库容；Vmin,t：时段最小库容限制；Vmax,t：时段最大库容限制；Q泄流,t：时段平均弃水流量；Zt+1：时段末坝上水位；Zx,t：时段平均尾水水位；H均,t：时段平均发电水头；N预,t：时段预想出力；Nmax,t：时段最大可调出力；N核,t：时段考核出力；E核,t：时段考核电量Δt：时段小时数。
步骤四、责任弃水电量计算
如图3所示，责任弃水电量计算步骤如下：
Step 1：读取Zt，Q入,t，Qfd,t，Q弃,t，Qfd,max，Et，Zt,min，Zt,max；
Step 2：搜索Q弃,t>0的时间段(t1，t2)，求出发电水量V发、弃水量V弃和弃水期总电量E弃，则εi,弃＝V发/E弃；
Step 3：搜索弃水发生前的洪水过程中第一次出现入库流量等于满发流量的时刻t0；
Step 4：若则Ei,责＝0；若由和查水位库容曲线得 并计算t0时刻库水位超出水位控制目标区间上限的库容若V弃＞ΔV，则Ei,责＝ΔV/εi,弃；若V弃≤ΔV，则Ei,责＝V弃/εi,弃；
步骤五、计算库容差电量
梯级水电站群中第i个电站的库容差电量计算公式如下：
式中：ΔEi为梯级水电站群中第i个电站的库容差电量；Vj,实际为梯级第j个水电站在统计时段末水库的实际蓄水量；Vj,计算为梯级第j个水电站在统计时段末水库的计算蓄水量；εi,计算为梯级第i个水电站的考核计算平均发电耗水率，即梯级考核电量计算过程中第i个水电站的计算发电用水量与考核电量之比。
步骤六、计算水位控制提效率
式中：β为水位控制提效率；Ei,实为第i个水电站的实际发电量；Ei,k为第i个水电站的考核发电量；Ei,责为第i个水电站的责任弃水电量；ΔEi为第i个水电站计算时段末水库实际水位与计算水位之间的库容差电量；n为梯级水电站的个数(n＝1时，表示单个水电站)。
本发明实施例一和实施例二中的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法解决了水能利用提高率传统算法受年初水位影响较大的问题，大大改善了季调节以上电站在年初水位较低且来水较少时，按照设计调度图调度经常位于死水位运行的不合理情况；能够缩小计算过程与实际调度过程的差异性，避免了传统方法过分依赖调度图导致结果波动较大、过程不合理等缺点，且同类电站的计算结果更加稳定；既体现了实际调度规则，又反映了水位控制系数对过程控制的理念，能够作为优化调度效益评价指标来指导调度工作，具有较大的推广价值。
实施例三
本发明本实施例基于实施例一和实施例二中的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法搭建了一种流域梯级水电站群优化调度效益评价系统，用于实现所述梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，具体包括：客户机层、服务层和数据存储层；所述客户机层包括系统管理模块、基础数据管理模块、指标体系模块、效益评价模块、报表管理模块；所述系统管理模块用于用户的增、删、改、查等操作以及用户角色、密码设置；所述基础信息管理模块用于管理和维护电站基本参数、特征曲线以及查询相关历史运行数据；所述指标体系模块用于常规评价指标的计算结果查询、分析以及水位控制提效率的人工反算，效益评价模块用于考核指标的考核结果查询与展示，报表管理模块用于生成效益评价相应的统计报表；所述服务层用于数据传输、数据校核和指标自动定时计算等；数据存储层用于存储基础信息数据、评价指标结果数据和评价方案等；
本发明实施例中的流域梯级水电站群优化调度效益评价系统能够广泛运用到梯级水库的水能利用管理网络中。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据水库近十年实际运行月平均水位、水库设计死水位、水库设计正常高水位、水库调度图数据，计算水库水位控制系数月度考核指标；并根据水位控制系数考核指标月度评分计算公式反求水库水位控制目标区间；
步骤2：根据逐日逐时段各台机组负荷资料，计算实际发电量；
步骤3：根据水库实际运行初水位、区间流量、水位控制目标区间、调度规则求出考核电量；
步骤4：根据产生弃水的洪水过程中的入库流量确定产生责任弃水电量的临界点，根据所述临界点的水位与水位控制目标区间上限的关系确定所述责任弃水电量的值；
步骤5：根据梯级蓄能计算方法，计算库容差电量；
步骤6：根据所述实际发电量、考核发电量、责任弃水电量、库容差电量计算水位控制提效率。
2.根据权利要求1所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：采用公式计算水库水位控制系数月度考核指标，其中为水库第j月水位控制系数月度考核指标值；Zn,j为水库多年运行水位的第j月平均值，水库实际运行时间超过10年，取10年运行的实际平均值，不足10年的取水库投运以来的历年实际平均值；Zd,j为水库调度图保证出力区中心线对应的第j月水位，对于年调节及以上水电站，水库调度图原则上以最新复核调度图为准，无复核调度图的以设计调度图为准(无调度图的水库，Zd,j＝Zn,j)；Zs为水库设计死水位；Zz为水库设计正常高水位。
3.根据权利要求1所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：根据水库水位控制系数考核指标月度评价得分计算公式反求水库水位控制系数月度评价得分为15分至18分所对应的水位控制合理范围，即水位控制目标区间，其中，f(·)为绝对值取小函数；为水库第j月的实际月水位控制系数；为水库第j月的水位控制系数月度考核指标值；τj为水库第j月水位控制系数考核指标月度评价得分。
4.根据权利要求1所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤3中考核电量的计算原则为：将根据步骤1求出的水库各月水位控制目标区间作为考核电量计算过程中月末考核水位的目标区间，并采用线性插值获得旬水位目标区间；在非汛期，以保证出力为初始值进行试算，当末水位落在目标区间内时，按保证出力发电；当末水位低于目标区间时，逐渐降低出力，直至末水位落在目标区间内，若降低出力仍无法达到目标区间，则按不发电运行；当末水位高于目标区间时，逐渐加大出力，直至末水位落在目标区间内，若来水过多，出力增大到最大出力时末水位仍高于目标区间，则按最大能力发电出力，水位上涨至正常高水位后开始弃水；在汛期，根据计算时段来水的丰、平、枯情况，分别对应设定全时段满发、高峰满发和来水发电三种出力方式；在进行梯级水电站群考核电量的试算过程中，按上下游顺序自上而下计算，龙头电站的入库流量即为实际入库流量，其余电站的入库流量为其直接上游电站的计算出库流量与实际区间流量之和。
5.根据权利要求1所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
步骤31：读取水库近十年实际运行月平均水位，水库设计死水位，水库正常高水位，水库调度图数据，根据水位控制系数考核指标计算公式和评分规则计算水库水位控制系数月度考核指标及其对应的水位控制合理范围，将该水位范围作为月末考核水位的目标区间(Zt,min，Zt,max)，并利用线性插值求得对应的旬末考核水位目标区间；
步骤32：读取Q入,t，γ核,t，K核,t，令上一时段末水位为本时段初水位Zt；
步骤33：查水位库容曲线得到Vt；
步骤34：非汛期令初次试算出力Nt＝N保，并假定时段出库流量为Q出,t＝Qfd,t＝Qmax；汛期则根据来水丰、平、枯情况，分别考虑按全时段满发、高峰满发和来水发电的情况对应发电出力；
步骤35：由水量平衡方程计算时段末库蓄水量Vt+1；若Vt+1＞Vmax,t，则将Vt+1-Vmax,t作为弃水量，并计算Q泄流,t，且Q出,t＝Qfd,t+Q泄流,t，并使得Vt+1＝Vmax,t；若Vt+1＜Vmin,t，则令Vt+1＝Vmin,t，利用水量平衡方程反求Q出,t；
步骤36：由Vt+1查库容曲线得到水库时段末库水位Zt+1；
步骤37：由Q出,t查下游水位流量关系曲线得时段下游平均水位Zx,t；
步骤38：计算水头H均,t＝(Zt+Zt+1)/2-Zx,t；
步骤39：由H均,t查预想出力曲线得N预,t；
步骤310：由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t＝γ核,t×N预,t；
步骤311：计算时段考核出力N核,t＝min(Nt,Nmax,t)；
步骤312：计算发电流量
步骤313：如果|Q′fd,t+Q泄流,t-Q出,t|＜ξ，则记录Q′fd,t、Q出,t、Vt+1、Zt+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q出,t，返回步骤35；
步骤314：判断Zt+1是否落在水位控制目标区间内，若Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，则N核,t＝N保，进入下一时段试算；若Zt+1≤Zt,min，则按照一定的步长减小出力并返回步骤34进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力减小至0时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则本时段不发电，此时N核,t＝0，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；若Zt+1≥Zt,max，则按照一定的步长增大出力并返回步骤34进行逐次试算，直至Zt,min＜Zt+1≤Zt,max，记录此时的试算出力值Nt，即为N核,t，进入下一时段试算；若出力值增加到最大预想出力时末水位仍不能落在水位控制目标区间，则按最大预想出力发电，此时N核,t＝N预,t，利用水量平衡方程重新计算末库容Vt+1，并由水位库容曲线查得末水位Zt+1，进入下一时段试算；
步骤315：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Zt+1，各时段的平均出力N核,t；
步骤316：考核电量为各时段电量之和，E核＝Σ(N核,t×Δt)；
其中，Q入,t：时段平均入库流量；K核,t：核定综合出力系数；
Zt：时段初坝上水位；γ核,t：时段核定负荷率；Nt：调度图指示出力；Q出,t：时段平均出库流量；Qfd,t：时段平均发电流量；Qmax：电站最大过机流量；Vt：时段初库容；Vt+1：时段末库容；Vmin,t：时段最小库容限制；Vmax,t：时段最大库容限制；Q泄流,t：时段平均弃水流量；Zt+1：时段末坝上水位；Zx,t：时段平均尾水水位；H均,t：时段平均发电水头；N预,t：时段预想出力；Nmax,t：时段最大可调出力；N核,t：时段考核出力；E核,t：时段考核电量Δt：时段小时数；ξ：允许误差。
6.根据权利要求3所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤313中重新假定Q出,t的步骤包括：再次假定Q出,t＝(Q′fd,t+Q泄流,t+Qmax)/2。
7.根据权利要求1-6任一所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
判断产生弃水的洪水过程中第一次出现入库流量等于满发流量时，确定该时刻为产生责任弃水电量的临界点：若临界点的水位未超过水位控制目标区间上限，责任弃水电量Ei,责为0；若临界点的水位超过水位控制目标区间上限，超出的库容为V1，弃水量为V2，若V2≤V1，则责任弃水电量Ei,责＝V2/εi,弃；若临界点的水位超过水位控制目标区间上限，超出的库容为V1，弃水量为V2，若V2＞V1，则责任弃水电量Ei,责＝V1/εi,弃，其中εi,弃为本次弃水期间平均发电耗水率。
8.根据权利要求1-6任一所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
步骤41：读取Zt，Q入,t，Qfd,t，Q弃,t，Qfd,max，Et，Zt,min，Zt,max；
步骤42：搜索Q弃,t>0的时间段(t1，t2)，求出发电水量V发、弃水量V弃和弃水期总电量E弃，则εi,弃＝V发/E弃；
步骤43：搜索弃水发生前的洪水过程中第一次出现入库流量等于满发流量的时刻t0；
步骤44：若则Ei,责＝0；若由和查水位库容曲线得并计算t0时刻库水位超出水位控制目标区间上限的库容若V弃＞ΔV，则Ei,责＝ΔV/εi,弃；若V弃≤ΔV，则Ei,责＝V弃/εi,弃；
其中，εi,弃为该次弃水期间耗水率，Q入,t为时段平均入库流量；Zt为时段初坝上水位；Qfd,t为时段平均发电流量；Q弃,t为时段弃水流量；Qfd,max为时段最大发电流量；Et为时段发电量；Ei,责为责任弃水电量；为t0时刻水位，为水位控制目标区间上限，为t0时刻库容，为库容控制目标区间上限，V弃为弃水库容。
9.根据权利要求1所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤5中库容差电量计算方法具体包括：梯级中某一个电站的库容差电量等于其上游所有电站(含自身)的期末库容差之和与该电站考核计算发电耗水率的比值，计算公式如下，其中：Vj,实际为梯级第j个水电站实际的期末水库蓄水量；Vj,考核为梯级第j个水电站考核计算的期末水库蓄水量；εi,计算为梯级第i个水电站的考核计算平均发电耗水率。
10.根据权利要求1-6任一所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法，其特征在于，所述步骤6中计算水位控制提效率的步骤包括：采用下式计算计算水位控制提效率，
其中：β为水位控制提效率；Ei,实为第i个水电站的实际发电量；Ei,k为第i个水电站的考核发电量；Ei,责为第i个水电站的责任弃水电量；ΔEi为第i个水电站计算时段末水库实际水位与计算水位之间的库容差电量；n为梯级水电站的个数，n＝1时，表示单个水电站。
11.一种流域梯级水电站群优化调度效益评价系统，其特征在于：包括用于实现权利要求1-10任一所述的梯级水电站群水位控制提效率的测算方法的：客户机层、服务层和数据存储层；所述客户机层包括系统管理模块、基础数据管理模块、指标体系模块、效益评价模块、报表管理模块；所述系统管理模块用于用户的增、删、改、查等操作以及用户角色、密码设置；所述基础信息管理模块用于管理和维护电站基本参数、特征曲线以及查询相关历史运行数据；所述指标体系模块用于常规评价指标的计算结果查询、分析以及水位控制提效率的人工反算，效益评价模块用于考核指标的考核结果查询与展示，报表管理模块用于生成效益评价相应的统计报表；所述服务层用于数据传输、数据校核、指标自动定时计算等；数据存储器层用于存储基础信息数据、评价指标结果数据和评价方案。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108154268A (zh) * 2017-12-25 2018-06-12 国网福建省电力有限公司 快速估算小水电站群发电量的方法
CN108984825A (zh) * 2018-06-01 2018-12-11 中国电力科学研究院有限公司 一种水力发电系统建模方法和系统
CN109117592A (zh) * 2018-09-14 2019-01-01 中国长江电力股份有限公司 虚拟水库模型及虚拟水库水位计算方法
CN109190843A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 广州竞涛智能科技有限公司 一种水库水电站汛期优化发电控制系统
CN110912200A (zh) * 2019-10-21 2020-03-24 贵州电网有限责任公司 一种梯级水电站优化调度系统、方法及安全电网系统
CN111754362A (zh) * 2020-07-08 2020-10-09 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种多级放空坝放空能力评估方法
CN114839943A (zh) * 2022-07-04 2022-08-02 国能大渡河流域水电开发有限公司 一种梯级电站闸门控制策略生成和滚动优化方法及系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108154268A (zh) * 2017-12-25 2018-06-12 国网福建省电力有限公司 快速估算小水电站群发电量的方法
CN108984825A (zh) * 2018-06-01 2018-12-11 中国电力科学研究院有限公司 一种水力发电系统建模方法和系统
CN109117592A (zh) * 2018-09-14 2019-01-01 中国长江电力股份有限公司 虚拟水库模型及虚拟水库水位计算方法
CN109190843A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 广州竞涛智能科技有限公司 一种水库水电站汛期优化发电控制系统
CN110912200A (zh) * 2019-10-21 2020-03-24 贵州电网有限责任公司 一种梯级水电站优化调度系统、方法及安全电网系统
CN111754362A (zh) * 2020-07-08 2020-10-09 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种多级放空坝放空能力评估方法
CN114839943A (zh) * 2022-07-04 2022-08-02 国能大渡河流域水电开发有限公司 一种梯级电站闸门控制策略生成和滚动优化方法及系统

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