CN116663859B - 一种梯级水电站优化调度方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents
一种梯级水电站优化调度方法、系统、电子设备及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种梯级水电站优化调度方法、系统、电子设备及存储介质，涉及梯级水电站调度技术领域，包括：步骤S1，基于若干梯级水电站以及河流上下游数据建立梯级水电站运行模型；步骤S2，获取梯级水电站运行模型中若干梯级水电站之间的传输路径规划方案，并将传输路径规划方案建立成传输规划模型，对传输规划模型进行改进；步骤S3，根据若干水电站之间建立的若干传输规划模型，对传输规划模型中的数据进行分析以及调配；本发明用于解决现有技术中缺少对梯级水电站的调度进行优化，以及缺少对梯级水电站整体运行进行改进的问题。
Description
技术领域
本发明涉及梯级水电站调度技术领域，具体为一种梯级水电站优化调度方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
实际生活中常说的梯级水电站，着重是指水能资源开发中，相邻联系比较紧密、互相影响比较显著、地理位置相对比较靠近的水电站群。当河流比较长、上下游相距很远时，我们则把它分成河段来考察，如黄河上游、岷江上游等，以便更好地揭示梯级电站的整体功能和有机联系。
现有的对梯级水电站的优化通常是对梯级水电站的机组进行调控，比如在申请公开号为CN113300414A的发明专利中，公开了一种梯级水电站定负荷优化运行方法及系统，该方案就是通过对于梯级水电站运行稳定后出现的负荷偏差，提供负荷调整方式，从而实现给定负荷下的梯级水电站机组开机与调整运行方式；同时现有的在梯级水电站优化调度方面的改进缺少在梯级水电站整体运行方面的有效改进，对于梯级水电站的排布通常是在河流中均匀排布的情况，不能有效地根据河流状况进行梯级水电站的整体调整，导致影响梯级水电站的运行效率，带来安全隐患，鉴于此，有必要对现有的梯级水电站的调度进行优化。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种单向超大文件传输数据处理系统，通过建立梯级水电站运行模型以及传输规划模型，对梯级水电站在河流中的布控以及梯级水电站与电力网之间的传输进行有效的调配，以解决现有技术中缺少对梯级水电站的调度进行优化，以及缺少对梯级水电站整体运行进行改进的问题。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种梯级水电站优化调度方法，所述方法包括：
步骤S1，基于河流上下游数据若干梯级水电站，基于若干梯级水电站以及河流上下游数据建立梯级水电站运行模型，所述河流上下游数据包括河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差；
步骤S2，获取梯级水电站运行模型中若干梯级水电站之间的传输路径规划方案，并将传输路径规划方案建立成传输规划模型，对传输规划模型进行改进；
所述传输规划模型用于搭建梯级水电站之间的水流传输模型以及梯级水电站与电力网之间的电力传输模型；
步骤S3，根据若干水电站之间建立的若干传输规划模型，对传输规划模型中的数据进行分析以及调配。
进一步地，所述步骤S1包括如下子步骤：
步骤S101,获取河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差，基于河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差确定梯级水电站的数量；
步骤S102，获取每个梯级水电站与上游相邻的梯级水电站之间的水平高度差，设定为水平上游高度差；
获取每个梯级水电站与下游相邻的梯级水电站之间的水平高度差，设定为水平下游高度差；
步骤S103，基于若干梯级水电站、若干上游距离数据以及若干下游距离数据建立梯级水电站运行模型。
进一步地，所述步骤S101包括如下子步骤：
步骤S1011，获取河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差，将河流起止位置之间的水平高度差记为水平总高度差；
步骤S1012，当河流长度大于第一标准长度且河流起止位置之间的水平高度差大于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n1，其中L1为河流长度，n1为第一间断系数；
当河流长度大于第二标准长度且小于等于第一标准长度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n2，n2为第二间断系数；
当河流起止位置之间的水平高度差大于第二标准高度且小于等于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为H1/n3，其中H1为河流起止位置之间的水平高度差，n3为第三间断系数；
当河流长度小于等于第二标准高度或河流起止位置之间的水平高度差小于等于第二标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n4，其中n4为第四间断系数。
进一步地，所述步骤S102包括如下子步骤：
步骤S1021，获取梯级水电站的数量，在河流中放置梯级水电站并使每个相邻水电站之间的距离保持一致；
步骤S1022，获取当前梯级水电站的水平上游高度差以及水平下游高度差。
获取梯级水电站的下游的相邻的梯级水电站的下游距离数据，所述下游距离数据包括梯级水电站距离下游的相邻的梯级水电站的水平高度差，记为水平下游高度差；
进一步地，所述步骤S103包括如下子步骤：
步骤S1031，当梯级水电站的水平上游高度差大于等于第一水平高度差且水平下游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站上调第一调整距离；
当梯级水电站的水平下游高度差大于等于第一水平高度差且水平上游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站下调第一调整距离；
将梯级水电站的水平下游高度差加上水平上游高度差的和记为水平总高度，当梯级水电站的水平总高度小于等于第三水平高度差时，将梯级水电站移除；
步骤S1032，对所有的梯级水电站的位置使用步骤S1031进行调整；
步骤S1033，建立梯级水电站运行模型，所述梯级水电站运行模型包括河流参数以及若干梯级水电站的位置数据。
进一步地，所述步骤S2包括如下子步骤：
步骤S201，获取梯级水电站运行模型中每个梯级水电站与其相邻的水电站之间的传输路径规划方案，将每个梯级水电站的上游和下游的梯级水电站之间的传输路径设定为同段传输路径，将同段传输路径中位于最上游的梯级水电站设定为上游梯级水电站；
将同段传输路径中位于最下游的梯级水电站设定为下游梯级水电站，所述传输路径规划方案包括：对上游梯级水电站与下游梯级水电站之间的水流传输路径进行规划以及对梯级水电站与电力网的电力传输路径进行规划；
步骤S202，基于传输路径规划方案建立传输规划模型，所述传输规划模型包括水流传输模型以及电力传输模型；
步骤S203，所述水流传输模型包括：上流梯级水电站的位置数据、下流梯级水电站的位置数据以及径流的位置数据，所述径流为上流梯级水电站与下流梯级水电站之间进行水流传输的河流；
步骤S204，所述电力传输模型包括：梯级水电站的位置数据、电力网的位置数据以及传电设备的参数，所述传电设备用于将梯级水电站产出的电力传输到电力网内。
进一步地，所述步骤S203包括如下子步骤：
步骤S2031，获取水流传输模型中所有径流的支流数据；
步骤S2032，对所有径流的支流使用支流分析法，所述支流分析法包括获取支流中水流的水量以及水流起止位置的水平高度差；当支流中水流的水量小于等于标准水量阈值且水流起止位置的水平高度差小于等于标准水平高度差阈值时，将该支流在水流传输模型中删除。
进一步地，所述步骤S204包括如下子步骤：
步骤S2041，获取所有梯级水电站的名称以及其对应的电力网的名称；
步骤S2042，当所有梯级水电站中有两座及以上的梯级水电站将产出的电力传输到同一个电力网时，将同一个电力网对应的多台梯级水电站记为总梯级水电站，总梯级水电站的所有参数为多台水电站的总和。
进一步地，所述步骤S3包括如下子步骤：
步骤S301，获取径流内水流传输的水流传输损耗以及传电设备在传电过程中的电力传输损耗；
步骤S302，基于水流传输损耗对水流传输时长以及水流传输量进行调节；
步骤S303，基于电力传输损耗对电力传输时长以及电力传输量进行调节。
进一步地，所述步骤S302包括如下子步骤：
步骤S3021，在梯级水电站开始运行后，获取河流被梯级水电站隔开后的总段数，并记为河段1至河段Z；
步骤S3022，获取任意一个河段，在该河段的上流梯级水电站以及下流梯级水电站开始运行第一运行时间后，获取上流梯级水电站的用水量以及下流梯级水电站的用水量，将上流梯级水电站的用水量减去下流梯级水电站的用水量的值记为水流传输损耗；
当水流传输损耗大于等于第一标准差值时，上流梯级水电站通过减少河段中河流支流的流量提高对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第一标准时长，水流传输量为第一水流标准量；
当水流传输损耗小于等于第二标准差值时，上流梯级水电站通过扩大河段中河流支流的流量减少对下流梯级水电站水流的传输，减少传输的水流传输时长为第二标准时长，水流传输量为第二水流标准量；
获取上流梯级水电站的尾水位以及下流梯级水电站的正常蓄水位；
当下流梯级水电站的正常蓄水位小于等于上流梯级水电站的尾水位时，提高上流梯级水电站对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第三标准时长，水流传输量为第三水流标准量；
步骤S3023，对河段1至河段Z中的每个河段使用步骤S3022。
进一步地，所述步骤S303包括如下子步骤：
步骤S3031，在梯级水电站开始运行后，获取每个梯级水电站与其连通的电力网之间的传电设备，记为传电设备1至传电设备X；
步骤S3032，获取一个传电设备，获取在第一供电时间内该传电设备对应的梯级水电站的产电量以及电力网接收的电量，将梯级水电站的产电量减去电力网接收的电量的值记为电力传输损耗；
当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，提高在电力传输过程中的电力传输时长以及电力传输量，电力传输时长为第四标准时长，电力传输量为第一电力标准量；
在电力传输经过提高后第二运行时间后，获取第一供电时间内的电力传输损耗，当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，通知工作人员对传电设备进行检查；
步骤S3033，对传电设备1至传电设备X中的每个传电设备使用步骤S3032。
第二方面，本发明提供一种梯级水电站优化调度系统，包括梯级水电站运行模型建立模块、传输规划模型建立模块以及终端处理器，所述梯级水电站运行模型建立模块以及传输规划模型建立模块与终端处理器通讯连接；
所述梯级水电站运行模型建立模块基于若干梯级水电站以及河流的上下游情况建立梯级水电站运行模型；
所述传输规划模型建立模块用于获取梯级水电站运行模型中若干梯级水电站之间的传输路径规划方案，并基于传输路径规划方案建立传输规划模型，并对传输规划模型进行改进；
所述传输规划模型用于搭建梯级水电站之间的水流传输模型以及梯级水电站与电力网之间的电力传输模型；
所述终端处理器包括调控单元；
所述调控单元对传输规划模型内的数据进行分析并基于传输规划模型内的分析结果对梯级水电站进行调控。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述任一项所述方法中的步骤。
第四方面，本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，运行如上述任一项所述方法中的步骤。
本发明的有益效果：本发明通过基于若干梯级水电站以及河流的上下游情况建立梯级水电站运行模型，这样的好处在于，通过梯级水电站运行模型可以基于河流的上下游情况对梯级水电站在河流中的数量进行确定，并根据河流的上下游情况对梯级水电站在河流中的布控进行合理的调整，有利于让每个梯级水电站都能充分地利用水力资源；
本发明还通过获取梯级水电站之间的传输路径规划方案，并基于传输路径规划方案建立传输规划模型，对传输规划模型进行改进，这样的好处在于可以通过传输规划模型对梯级水电站之间的传输路径规划方案进行有效的修改，从提高传输过程中的传输效率进一步提高梯级水电站对水力资源的使用效率；
本发明还通过获取传输规划模型内的数据，并基于传输规划模型内的数据对梯级水电站进行调控，这样的好处在于可以根据实际情况对梯级水电站之间的传输进行优化，通过改进传输规划模型，改进梯级水电站的使用效率。
本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的方法的流程图；
图2为本发明的系统的原理框图；
图3为本发明的步骤S102中的梯级水电站的位置示意图；
图4为本发明的电子设备的连接框图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
请参阅图1所示，第一方面，本申请提供一种梯级水电站优化调度方法，包括：
步骤S1，基于河流上下游数据若干梯级水电站，基于若干梯级水电站以及河流上下游数据建立梯级水电站运行模型，河流上下游数据包括河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差；
步骤S1包括如下子步骤：
步骤S101,获取河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差，基于河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差确定梯级水电站的数量；
步骤S101包括如下子步骤：
步骤S1011，获取河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差，将河流起止位置之间的水平高度差记为水平总高度差；
步骤S1012，当河流长度大于第一标准长度且河流起止位置之间的水平高度差大于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n1，其中L1为河流长度，n1为第一间断系数；
在具体实施过程中，第一标准长度为2000km，第一标准高度为1000m，第一间断系数为120，当河流过长且河流起止位置之间的水平高度差较大时，通过第一间断系数可以得到更多的梯级水电站数量，更有利于充分利用水资源进行发电，例如河流长度为2400km且河流起止位置之间的水平高度差为2000m，通过计算可得梯级水电站的数量为20个；
当河流长度大于第二标准长度且小于等于第一标准长度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n2，n2为第二间断系数；
当河流起止位置之间的水平高度差大于第二标准高度且小于等于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为H1/n3，其中H1为河流起止位置之间的水平高度差，n3为第三间断系数；
当河流长度小于等于第二标准高度或河流起止位置之间的水平高度差小于等于第二标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n4，其中n4为第四间断系数；
在具体实施过程中，第二标准长度为1000km，第二标准高度为500m，第二间断系数为150，第三间断系数为180，第四间断系数为200，当河流长度或河流起止位置之间的水平高度差逐渐变小时，应当适当提高间断系数的取值，增加梯级水电站之间的距离以达到有充足的水流满足梯级水电站发电需求的作用；
步骤S102，获取每个梯级水电站与上游相邻的梯级水电站之间的水平高度差，设定为水平上游高度差；
获取每个梯级水电站与下游相邻的梯级水电站之间的水平高度差，设定为水平下游高度差；
请参阅图3所示，步骤S102包括如下子步骤：
步骤S1021，获取梯级水电站的数量，在河流中放置梯级水电站并使每个相邻水电站之间的距离保持一致；
步骤S1022，获取当前梯级水电站的水平上游高度差以及水平下游高度差。
获取梯级水电站的下游的相邻的梯级水电站的下游距离数据，下游距离数据包括梯级水电站距离下游的相邻的梯级水电站的水平高度差，记为水平下游高度差；F1为相邻水电站之间的距离，F2为当前梯级水电站，F3为上游相邻的梯级水电站，F4为下游相邻的梯级水电站，G1为水平下游高度差，G2为水平上游高度差；
步骤S103，基于若干梯级水电站、若干上游距离数据以及若干下游距离数据建立梯级水电站运行模型；
步骤S103包括如下子步骤：
步骤S1031，当梯级水电站的水平上游高度差大于等于第一水平高度差且水平下游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站上调第一调整距离；
当梯级水电站的水平下游高度差大于等于第一水平高度差且水平上游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站下调第一调整距离；
将梯级水电站的水平下游高度差加上水平上游高度差的和记为水平总高度，当梯级水电站的水平总高度小于等于第三水平高度差时，将梯级水电站移除；
在具体实施过程中，第一水平高度差为120m，第二水平高度差为60m，第三水平高度差为110m，第一调整距离为30m，当相邻梯级水电站之间的水平距离较小时，会存在因高度较小导致水流无法满足梯级水电站发电需求的情况，同时对于水平下游高度差加上水平上游高度差的和较小的梯级水电站，为了使该梯级水电站以及其相邻的梯级水电站能够正常运行，应当移除该水电站；
步骤S1032，对所有的梯级水电站的位置使用步骤S1031进行调整；
步骤S1033，建立梯级水电站运行模型，梯级水电站运行模型包括河流参数以及若干梯级水电站的位置数据；
在具体实施过程中，模型实际为河流的三维地图，河流参数包括河流的三维地图数据，若干梯级水电站的位置数据包括梯级水电站在河流中的位置，通过三维地图可以获得三维坐标，通过坐标可以获得水平高度差以及长度等数据；
步骤S2，获取梯级水电站运行模型中若干梯级水电站之间的传输路径规划方案，并将传输路径规划方案建立成传输规划模型，对传输规划模型进行改进；
步骤S2包括如下子步骤：
步骤S201，获取梯级水电站运行模型中每个梯级水电站与其相邻的水电站之间的传输路径规划方案，将每个梯级水电站的上游和下游的梯级水电站之间的传输路径设定为同段传输路径，将同段传输路径中位于最上游的梯级水电站设定为上游梯级水电站；
将同段传输路径中位于最下游的梯级水电站设定为下游梯级水电站，传输路径规划方案包括：对上游梯级水电站与下游梯级水电站之间的水流传输路径进行规划以及对梯级水电站与电力网的电力传输路径进行规划；
步骤S202，基于传输路径规划方案建立传输规划模型，传输规划模型包括水流传输模型以及电力传输模型；
步骤S203，水流传输模型包括：上流梯级水电站的位置数据、下流梯级水电站的位置数据以及径流的位置数据，径流为上流梯级水电站与下流梯级水电站之间进行水流传输的河流；
步骤S203包括如下子步骤：
步骤S2031，获取水流传输模型中所有径流的支流数据；
步骤S2032，对所有径流的支流使用支流分析法，支流分析法包括获取支流中水流的水量以及水流起止位置的水平高度差；当支流中水流的水量小于等于标准水量阈值且水流起止位置的水平高度差小于等于标准水平高度差阈值时，将该支流在水流传输模型中删除；
在具体实施过程中，标准水量阈值为2立方米/秒，标准水平高度差阈值为50m，对于无法满足标准水量阈值以及标准水平高度差的支流，无法有效地提高梯级水电站的产电能力，因此应当将这种支流移除以减少计算压力；
步骤S204，电力传输模型包括：梯级水电站的位置数据、电力网的位置数据以及传电设备的参数，传电设备用于将梯级水电站产出的电力传输到电力网内；
步骤S204包括如下子步骤：
步骤S2041，获取所有梯级水电站的名称以及其对应的电力网的名称；
步骤S2042，当所有梯级水电站中有两座及以上的梯级水电站将产出的电力传输到同一个电力网时，将同一个电力网对应的多台梯级水电站记为总梯级水电站，总梯级水电站的所有参数为多台水电站的总和；
在具体实施过程中，总梯级水电站可以有效地减少计算的压力，同时不影响实际的数据获取，当总梯级水电站中出现问题时，可以通过获取总梯级水电站中的若干梯级水电站来查找问题，减少了多余的能耗；
步骤S3包括如下子步骤：
步骤S301，获取径流内水流传输的水流传输损耗以及传电设备在传电过程中的电力传输损耗；
步骤S302，基于水流传输损耗对水流传输时长以及水流传输量进行调节；
步骤S302包括如下子步骤：
步骤S3021，在梯级水电站开始运行后，获取河流被梯级水电站隔开后的总段数，并记为河段1至河段Z；
步骤S3022，获取任意一个河段，在该河段的上流梯级水电站以及下流梯级水电站开始运行第一运行时间后，获取上流梯级水电站的用水量以及下流梯级水电站的用水量，将上流梯级水电站的用水量减去下流梯级水电站的用水量的值记为水流传输损耗；
当水流传输损耗大于等于第一标准差值时，上流梯级水电站通过减少河段中河流支流的流量提高对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第一标准时长，水流传输量为第一水流标准量；
在具体实施过程中，第一运行时间为12h，第一标准差值为上流梯级水电站的用水量的40%，第一标准时长为6h，第一水流标准量为上流梯级水电站的用水量的20%;
当水流传输损耗小于等于第二标准差值时，上流梯级水电站通过扩大河段中河流支流的流量减少对下流梯级水电站水流的传输，减少传输的水流传输时长为第二标准时长，水流传输量为第二水流标准量；
在具体实施过程中，第二标准差值为上流梯级水电站的用水量的10%，第二标准时长为6h，第二水流标准量为上流梯级水电站的用水量的5%;
获取上流梯级水电站的尾水位以及下流梯级水电站的正常蓄水位；
当下流梯级水电站的正常蓄水位小于等于上流梯级水电站的尾水位时，提高上流梯级水电站对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第三标准时长，水流传输量为第三水流标准量；
在具体实施过程中，第三标准时长为1h，第三水流标准量为上流梯级水电站的用水量的10%；
步骤S3023，对河段1至河段Z中的每个河段使用步骤S3022；
步骤S303，基于电力传输损耗对电力传输时长以及电力传输量进行调节；
步骤S303包括如下子步骤：
步骤S3031，在梯级水电站开始运行后，获取每个梯级水电站与其连通的电力网之间的传电设备，记为传电设备1至传电设备X；
步骤S3032，获取一个传电设备，获取在第一供电时间内该传电设备对应的梯级水电站的产电量以及电力网接收的电量，将梯级水电站的产电量减去电力网接收的电量的值记为电力传输损耗；
当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，提高在电力传输过程中的电力传输时长以及电力传输量，电力传输时长为第四标准时长，电力传输量为第一电力标准量；
在电力传输经过提高后第二运行时间后，获取第一供电时间内的电力传输损耗，当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，通知工作人员对传电设备进行检查；
在具体实施过程中，第一供电时间为3h，第一标准损耗为梯级水电站的产电量的20%，第二运行时间为2h，第四标准时长为1.5h，第一电力标准量为梯级水电站的产电量的5%，第一供电时间为1h；
步骤S3033，对传电设备1至传电设备X中的每个传电设备使用步骤S3032。
实施例二
请参阅图2所示，第二方面，本发明提供一种梯级水电站优化调度系统，包括梯级水电站运行模型建立模块、传输规划模型建立模块以及终端处理器，梯级水电站运行模型建立模块以及传输规划模型建立模块与终端处理器通讯连接；
梯级水电站运行模型建立模块基于若干梯级水电站以及河流的上下游情况建立梯级水电站运行模型；
梯级水电站运行模型建立模块配置有数量确定策略，数量确定策略包括：
获取河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差；
当河流长度大于第一标准长度且河流起止位置之间的水平高度差大于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n1，其中L1为河流长度，n1为第一间断系数；
在具体实施过程中，第一标准长度为2000km，第一标准高度为1000m，第一间断系数为120，当河流过长且河流起止位置之间的水平高度差较大时，通过第一间断系数可以得到更多的梯级水电站数量，更有利于充分利用水资源进行发电，例如河流长度为2400km且河流起止位置之间的水平高度差为2000m，通过计算可得梯级水电站的数量为20个；
当河流长度大于第二标准长度且小于等于第一标准长度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n2，n2为第二间断系数；
当河流起止位置之间的水平高度差大于第二标准高度且小于等于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为H1/n3，其中H1为河流起止位置之间的水平高度差，n3为第三间断系数；
当河流长度小于等于第二标准高度或河流起止位置之间的水平高度差小于等于第二标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n4，其中n4为第四间断系数；
在具体实施过程中，第二标准长度为1000km，第二标准高度为500m，第二间断系数为150，第三间断系数为180，第四间断系数为200，当河流长度或河流起止位置之间的水平高度差逐渐变小时，应当适当提高间断系数的取值，增加梯级水电站之间的距离以达到有充足的水流满足梯级水电站发电需求的作用；
梯级水电站运行模型建立模块还配置有数据获取策略，数据获取策略包括：
获取梯级水电站的数量，在河流中放置梯级水电站并使每个相邻水电站之间的距离保持一致；
获取梯级水电站的上游的相邻的梯级水电站的上游距离数据，上游距离数据包括梯级水电站距离上游的相邻的梯级水电站的水平高度差，记为水平上游高度差；
获取梯级水电站的下游的相邻的梯级水电站的下游距离数据，下游距离数据包括梯级水电站距离下游的相邻的梯级水电站的水平高度差，记为水平下游高度差；
梯级水电站运行模型建立模块还配置有模型建立策略，模型建立策略包括：
当梯级水电站的水平上游高度差大于等于第一水平高度差且水平下游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站上调第一调整距离；
当梯级水电站的水平下游高度差大于等于第一水平高度差且水平上游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站下调第一调整距离；
将梯级水电站的水平下游高度差加上水平上游高度差的和记为水平总高度，当梯级水电站的水平总高度小于等于第三水平高度差时，将梯级水电站移除；
在具体实施过程中，第一水平高度差为120m，第二水平高度差为60m，第三水平高度差为110m，第一调整距离为30m，当相邻梯级水电站之间的水平距离较小时，会存在因高度较小导致水流无法满足梯级水电站发电需求的情况，同时对于水平下游高度差加上水平上游高度差的和较小的梯级水电站，为了使该梯级水电站以及其相邻的梯级水电站能够正常运行，应当移除该水电站；
对所有的梯级水电站的位置使用上述方法进行调整；
建立梯级水电站运行模型，梯级水电站运行模型包括河流以及位于河流上的若干梯级水电站；
在具体实施过程中，模型实际为河流的三维地图，河流参数包括河流的三维地图数据，若干梯级水电站的位置数据包括梯级水电站在河流中的位置，通过三维地图可以获得三维坐标，通过坐标可以获得水平高度差以及长度等数据；
传输规划模型建立模块用于获取梯级水电站运行模型中若干梯级水电站之间的传输路径规划方案，并基于传输路径规划方案建立传输规划模型，并对传输规划模型进行改进；
传输规划模型用于搭建梯级水电站之间的水流传输模型以及梯级水电站与电力网之间的电力传输模型；
传输规划模型建立模块配置有传输规划模型建立策略，传输规划模型建立策略包括：
获取梯级水电站运行模型中每个梯级水电站与其相邻的水电站之间的传输路径规划方案，将每个梯级水电站的上游和下游的梯级水电站之间的传输路径设定为同段传输路径，将同段传输路径中位于最上游的梯级水电站设定为上游梯级水电站；
将同段传输路径中位于最下游的梯级水电站设定为下游梯级水电站，传输路径规划方案包括：对上游梯级水电站与下游梯级水电站之间的水流传输路径进行规划以及对梯级水电站与电力网的电力传输路径进行规划；
基于传输路径规划方案建立传输规划模型，传输规划模型包括水流传输模型以及电力传输模型；
水流传输模型包括：水流传输模型包括：上流梯级水电站的位置数据、下流梯级水电站的位置数据以及径流的位置数据，径流为上流梯级水电站与下流梯级水电站之间进行水流传输的河流；
获取水流传输模型中所有径流的支流数据
对所有径流的支流使用支流分析法，支流分析法包括获取支流中水流的水量以及水流起止位置的水平高度差；当支流中水流的水量小于等于标准水量阈值且水流起止位置的水平高度差小于等于标准水平高度差阈值时，将该支流在水流传输模型中删除；
在具体实施过程中，标准水量阈值为2立方米/秒，标准水平高度差阈值为50m，对于无法满足标准水量阈值以及标准水平高度差的支流，无法有效地提高梯级水电站的产电能力，因此应当将这种支流移除以减少计算压力；
电力传输模型包括：电力传输模型包括：梯级水电站的位置数据、电力网的位置数据以及传电设备的参数，传电设备用于将梯级水电站产出的电力传输到电力网内；
获取所有梯级水电站的名称以及其对应的电力网的名称；
当所有梯级水电站中有两座及以上的梯级水电站将产出的电力传输到同一个电力网时，将同一个电力网对应的多台梯级水电站记为总梯级水电站，总梯级水电站的所有参数为多台水电站的总和；
在具体实施过程中，总梯级水电站可以有效地减少计算的压力，同时不影响实际的数据获取，当总梯级水电站中出现问题时，可以通过获取总梯级水电站中的若干梯级水电站来查找问题，减少了多余的能耗；
终端处理器包括调控单元；
调控单元对传输规划模型内的数据进行分析并基于传输规划模型内的分析结果对梯级水电站进行调控；
调控单元配置有水电站调控策略，水电站调控策略包括：
获取径流内水流传输的水流传输损耗以及传电设备在传电过程中的电力传输损耗；
基于水流传输损耗对水流传输时长以及水流传输量进行调节；
在梯级水电站开始运行后，获取河流被梯级水电站隔开后的总段数，并记为河段1至河段Z；
获取任意一个河段，在该河段的上流梯级水电站以及下流梯级水电站开始运行第一运行时间后，获取上流梯级水电站的用水量以及下流梯级水电站的用水量，将上流梯级水电站的用水量减去下流梯级水电站的用水量的值记为水流传输损耗；
当水流传输损耗大于等于第一标准差值时，上流梯级水电站通过减少河段中河流支流的流量提高对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第一标准时长，水流传输量为第一水流标准量；
在具体实施过程中，第一运行时间为12h，第一标准差值为上流梯级水电站的用水量的40%，第一标准时长为6h，第一水流标准量为上流梯级水电站的用水量的20%;
当水流传输损耗小于等于第二标准差值时，上流梯级水电站通过扩大河段中河流支流的流量减少对下流梯级水电站水流的传输，减少传输的水流传输时长为第二标准时长，水流传输量为第二水流标准量；
在具体实施过程中，第二标准差值为上流梯级水电站的用水量的10%，第二标准时长为6h，第二水流标准量为上流梯级水电站的用水量的5%;
获取上流梯级水电站的尾水位以及下流梯级水电站的正常蓄水位；
当下流梯级水电站的正常蓄水位小于等于上流梯级水电站的尾水位时，提高上流梯级水电站对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第三标准时长，水流传输量为第三水流标准量；
在具体实施过程中，第三标准时长为1h，第三水流标准量为上流梯级水电站的用水量的10%；
对河段1至河段Z中的每个河段使用上述方法；
基于电力传输损耗对电力传输时长以及电力传输量进行调节；
在梯级水电站开始运行后，获取每个梯级水电站与其连通的电力网之间的传电设备，记为传电设备1至传电设备X；
获取一个传电设备，获取在第一供电时间内该传电设备对应的梯级水电站的产电量以及电力网接收的电量，将梯级水电站的产电量减去电力网接收的电量的值记为电力传输损耗；
当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，提高在电力传输过程中的电力传输时长以及电力传输量，电力传输时长为第四标准时长，电力传输量为第一电力标准量；
在电力传输经过提高后第二运行时间后，获取第一供电时间内的电力传输损耗，当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，通知工作人员对传电设备进行检查；
在具体实施过程中，第一供电时间为3h，第一标准损耗为梯级水电站的产电量的20%，第二运行时间为2h，第四标准时长为1.5h，第一电力标准量为梯级水电站的产电量的5%，第一供电时间为1h；
对传电设备1至传电设备X中的每个传电设备使用上述方法。
实施例三
请参阅图4所示，第三方面，本申请提供一种电子设备40，包括处理器401以及存储器402，存储器402存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器401执行时，运行如上任意一项方法中的步骤。通过上述技术方案，处理器401和存储器402通过通信总线和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器402存储有处理器可执行的计算机程序，当电子设备40运行时，处理器401执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：通过获取梯级水电站的数量以及河流的上下游关系建立梯级水电站运行模型；再获取水电站之间的传输路径规划方案，并基于传输路径规划方案建立传输规划模型，最后基于实际数据对传输规划模型进行改进。
实施例四
第四方面，本申请提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，运行如上任意一项方法中的步骤。通过上述技术方案，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：通过获取梯级水电站的数量以及河流的上下游关系建立梯级水电站运行模型；再获取水电站之间的传输路径规划方案，并基于传输路径规划方案建立传输规划模型，最后基于实际数据对传输规划模型进行改进。
工作原理：首先本发明通过基于若干梯级水电站以及河流的上下游情况建立梯级水电站运行模型，然后本发明还通过获取梯级水电站之间的传输路径规划方案，并基于传输路径规划方案建立传输规划模型，对传输规划模型进行改进，最后本发明还通过获取传输规划模型内的数据，并基于传输规划模型内的数据对梯级水电站进行调控。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static RandomAccess Memory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，基于若干梯级水电站以及河流上下游数据建立梯级水电站运行模型，所述河流上下游数据包括河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差；
步骤S2，获取梯级水电站运行模型中若干梯级水电站之间的传输路径规划方案，并将传输路径规划方案建立成传输规划模型，对传输规划模型进行改进；
所述传输规划模型用于搭建梯级水电站之间的水流传输模型以及梯级水电站与电力网之间的电力传输模型；
步骤S3，根据若干水电站之间建立的若干传输规划模型，对传输规划模型中的数据进行分析以及调配；
所述步骤S1包括如下子步骤：
步骤S101,获取河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差，基于河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差确定梯级水电站的数量；
步骤S102，获取每个梯级水电站与上游相邻的梯级水电站之间的水平高度差，设定为水平上游高度差；
获取每个梯级水电站与下游相邻的梯级水电站之间的水平高度差，设定为水平下游高度差；
步骤S103，基于若干梯级水电站的位置参数、若干上游距离数据以及若干下游距离数据建立梯级水电站运行模型。
2.根据权利要求1所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S101包括如下子步骤：
步骤S1011，获取河流长度以及河流起止位置之间的水平高度差，将河流起止位置之间的水平高度差记为水平总高度差；
步骤S1012，当河流长度大于第一标准长度且河流起止位置之间的水平高度差大于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n1，其中L1为河流长度，n1为第一间断系数；
当河流长度大于第二标准长度且小于等于第一标准长度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n2，n2为第二间断系数；
当河流起止位置之间的水平高度差大于第二标准高度且小于等于第一标准高度时，将梯级水电站的数量设置为H1/n3，其中H1为河流起止位置之间的水平高度差，n3为第三间断系数；
当河流长度小于等于第二标准高度或河流起止位置之间的水平高度差小于等于第二标准高度时，将梯级水电站的数量设置为L1/n4，其中n4为第四间断系数。
3.根据权利要求2所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S102包括如下子步骤：
步骤S1021，获取梯级水电站的数量，在河流中放置梯级水电站并使每个相邻水电站之间的距离保持一致；
步骤S1022，获取当前梯级水电站的水平上游高度差以及水平下游高度差。
4.根据权利要求3所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S103包括如下子步骤：
步骤S1031，当梯级水电站的水平上游高度差大于等于第一水平高度差且水平下游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站上调第一调整距离；
当梯级水电站的水平下游高度差大于等于第一水平高度差且水平上游高度差小于第二水平高度差时，将梯级水电站下调第一调整距离；
将梯级水电站的水平下游高度差加上水平上游高度差的和记为水平总高度，当梯级水电站的水平总高度小于等于第三水平高度差时，将梯级水电站移除；
步骤S1032，对所有的梯级水电站的位置使用步骤S1031进行调整；
步骤S1033，建立梯级水电站运行模型，所述梯级水电站运行模型包括河流参数以及若干梯级水电站的位置数据。
5.根据权利要求4所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下子步骤：
步骤S201，获取梯级水电站运行模型中每个梯级水电站与其相邻的水电站之间的传输路径规划方案，将每个梯级水电站的上游和下游的梯级水电站之间的传输路径设定为同段传输路径，将同段传输路径中位于最上游的梯级水电站设定为上游梯级水电站；
将同段传输路径中位于最下游的梯级水电站设定为下游梯级水电站，所述传输路径规划方案包括：对上游梯级水电站与下游梯级水电站之间的水流传输路径进行规划以及对梯级水电站与电力网的电力传输路径进行规划；
步骤S202，基于传输路径规划方案建立传输规划模型，所述传输规划模型包括水流传输模型以及电力传输模型；
步骤S203，所述水流传输模型包括：上流梯级水电站的位置数据、下流梯级水电站的位置数据以及径流的位置数据，所述径流为上流梯级水电站与下流梯级水电站之间进行水流传输的河流；
步骤S204，所述电力传输模型包括：梯级水电站的位置数据、电力网的位置数据以及传电设备的参数，所述传电设备用于将梯级水电站产出的电力传输到电力网内。
6.根据权利要求5所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S203包括如下子步骤：
步骤S2031，获取水流传输模型中所有径流的支流数据；
步骤S2032，对所有径流的支流使用支流分析法，所述支流分析法包括获取支流中水流的水量以及水流起止位置的水平高度差；当支流中水流的水量小于等于标准水量阈值且水流起止位置的水平高度差小于等于标准水平高度差阈值时，将该支流在水流传输模型中删除。
7.根据权利要求6所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下子步骤：
步骤S301，获取径流内水流传输的水流传输损耗以及传电设备在传电过程中的电力传输损耗；
步骤S302，基于水流传输损耗对水流传输时长以及水流传输量进行调节；
步骤S303，基于电力传输损耗对电力传输时长以及电力传输量进行调节。
8.根据权利要求7所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S302包括如下子步骤：
步骤S3021，在梯级水电站开始运行后，获取河流被梯级水电站隔开后的总段数，并记为河段1至河段Z；
步骤S3022，获取任意一个河段，在该河段的上流梯级水电站以及下流梯级水电站开始运行第一运行时间后，获取上流梯级水电站的用水量以及下流梯级水电站的用水量，将上流梯级水电站的用水量减去下流梯级水电站的用水量的值记为水流传输损耗；
当水流传输损耗大于等于第一标准差值时，上流梯级水电站通过减少河段中河流支流的流量提高对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第一标准时长，水流传输量为第一水流标准量；
当水流传输损耗小于等于第二标准差值时，上流梯级水电站通过扩大河段中河流支流的流量减少对下流梯级水电站水流的传输，减少传输的水流传输时长为第二标准时长，水流传输量为第二水流标准量；
获取上流梯级水电站的尾水位以及下流梯级水电站的正常蓄水位；
当下流梯级水电站的正常蓄水位小于等于上流梯级水电站的尾水位时，提高上流梯级水电站对下流梯级水电站水流的传输，提高传输的水流传输时长为第三标准时长，水流传输量为第三水流标准量；
步骤S3023，对河段1至河段Z中的每个河段使用步骤S3022。
9.根据权利要求8所述的一种梯级水电站优化调度方法，其特征在于，所述步骤S303包括如下子步骤：
步骤S3031，在梯级水电站开始运行后，获取每个梯级水电站与其连通的电力网之间的传电设备，记为传电设备1至传电设备X；
步骤S3032，获取一个传电设备，获取在第一供电时间内该传电设备对应的梯级水电站的产电量以及电力网接收的电量，将梯级水电站的产电量减去电力网接收的电量的值记为电力传输损耗；
当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，提高在电力传输过程中的电力传输时长以及电力传输量，继续运行第二运行时间后，获取第一供电时间内的电力传输损耗，当电力传输损耗大于等于第一标准损耗时，通知工作人员对传电设备进行检查，电力传输时长为第四标准时长，电力传输量为第一电力标准量；
步骤S3033，对传电设备1至传电设备X中的每个传电设备使用步骤S3032。
10.适用于权利要求1-9任一项所述的一种梯级水电站优化调度方法的系统，其特征在于，包括梯级水电站运行模型建立模块、传输规划模型建立模块以及终端处理器，所述梯级水电站运行模型建立模块以及传输规划模型建立模块与终端处理器通讯连接；
所述梯级水电站运行模型建立模块基于若干梯级水电站以及河流的上下游情况建立梯级水电站运行模型；
所述传输规划模型建立模块用于获取梯级水电站运行模型中若干梯级水电站之间的传输路径规划方案，并基于传输路径规划方案建立传输规划模型，并对传输规划模型进行改进；
所述传输规划模型用于搭建梯级水电站之间的水流传输模型以及梯级水电站与电力网之间的电力传输模型；
所述终端处理器包括调控单元；
所述调控单元对传输规划模型内的数据进行分析并基于传输规划模型内的分析结果对梯级水电站进行调控。
11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-9任一项所述方法中的步骤。
12.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，运行如权利要求1-9任一项所述方法中的步骤。
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