Page 16 - 2022年第53卷第11期

ｕｐ
ｄｏｗｎ
Ｄ ＝ ｆ（Ｅ，Ｖ ，Ｖ ；α ，β ） （１）
ｔ ｔ ｔ ｔ
式中：Ｄ为梯级互补储能调度决策集，包括当前时段上、下级水电站出力以及泵站抽水流量，即 Ｄ ＝
ｔ ｔ
ｕｐ
［Ｎ ，Ｎ ｄｏｗｎ ，Ｑ ｐｕｍｐ ］；ｆ（·）为梯级互补储能调 度规则函 数 型 式；ｔ为 当前 调 度 时段；Ｅ为 电网弃电；
ｔ
ｔ
ｔ
ｔ
ｕｐ
Ｖ 、Ｖ ｄｏｗｎ 分别为上、下级水库时段初库容；α 、β分别为上、下级水库调度规则参数。
ｔ ｔ
在梯级互补储能中，上、下级水库可分别依据其自身的调度规则确定其调度决策。上、下级水库
调度规则型式可分别表示为：
ｕｐ
ｕｐ
Ｎ ＝ ｇ（Ｉ ＋ Ｑ ｐｕｍｐ ，Ｖ ；α ） （２）
ｔ
ｔ
１
ｔ
ｔ
ｕｐ
Ｎ ｄｏｗｎ ＝ ｇ（Ｑ － Ｑ ｐｕｍｐ ，Ｖ ｄｏｗｎ ；β ） （３）
ｔ ２ ｔ ｔ ｔ
ｕｐ
式中：Ｉ为上级水库入库流量；Ｑ 为上级水库下泄流量；ｇ（·）和 ｇ（·）分别为上、下级水库调度规则
ｔ ｔ １ ２
的函数型式，在本研究中，分别为常规调度图和简化运行规则（ ＳｔａｎｄａｒｄＯｐｅｒａｔｉｏｎＰｏｌｉｃｙ，ＳＯＰ）。其
中，ＳＯＰ依据可用能量进行决策，如图 ２所示，具体决策生成方式如下：
Ｐ ，
ＥＡ ≤ＥＡ
{ ＥＡ ｆｉｒｍ
Ｐ ＝ Ｐ ， ＥＡ ＜ＥＡ＜ＥＡ＋ ＥＡ ｆｉｒｍ （４）
ｆｉｒｍ
Ｒ
ｆｉｒｍ
Ｐ － Ｐ ， ＥＡ ≥ＥＡ＋ ＥＡ ｆｉｒｍ
Ｒ
ＥＡ
Ｒ
式中：Ｐ为决策出力；Ｐ 为可用能量对应出力；Ｐ 为水电站保证出力；Ｐ 为以出力形式表征的正常
ＥＡ ｆｉｒｍ Ｒ
蓄水位对应蓄能；ＥＡ为可用能量；ＥＡ 为保证出力对应能量；ＥＡ为正常蓄水位对应蓄能。
ｆｉｒｍ
Ｒ
图 ２ ＳＯＰ示意图

４ 梯级互补储能多目标优化调度建模

为提高梯级互补储能的整体运行效能，本研究构建多目标储能调度模型，在模拟 － 优化框架下进
行求解，通过优化上述调度规则参数，以协调水力发电、水资源利用与新能源消纳之间的关系。为不
失一般性，考虑水力发电、新能源消纳以及水库供水三个基本功能，构建梯级水电站年平均发电量最
大、梯级水电站发电历时保证率最高、缺水指数最小以及电网余留弃能最小（即在一定的 “弃风、弃
光” 水平下泵站消纳的新能源量达到最大）多目标优化模型。须指出的是，研究系统自上游至下游共
包含 Ｍ级水电站和 Ｍ－ １ 级泵站，假定最后一级水库承担下游供水任务，且发电与供水相结合。
４．１ 目标函数
（１）梯级水电站年平均发电量最大：
１ Ｍ Ｔ
ｅｌｅ
ｍａｘｆ ＝ ∑∑ Ｎ ，Ｎ ＝ Ｋ Ｑ （Ｚ ｕｐｐｅｒ － Ｚ ｌｏｗｅｒ ） （５）
ｍ，ｔ Δ Ｔ
ｍ，ｔ ｍ，ｔ
ｍ，ｔ
ｔ Δ ｔ
ｔ
１
Ｙ ｍ＝１ ｔ ＝１
（ ２）梯级水电站发电历时保证率最高：
Ｔ Ｔ
∑ Ｓ ｔ １ ， ∑ Ｎ≥Ｎ ｆｉｒｍ
ｔ
ｔ ＝１ ｔ ＝１
ｍａｘｆ ＝ × １００ ％，Ｓ＝ { （６）
２
ｔ
Ｔ Ｔ
０， ∑ Ｎ＜Ｎ ｆｉｒｍ
ｔ
ｔ ＝１
８
— １ ２ ２ —