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Ｊｉ等 ［２８］ 将 ＧＰＵ并行加速技术引入水库调度领域，通过 ＯｐｅｎＡＣＣ实现算法并行求解以减少计算时间。
综上，目前梯级水电短期调度主要以流域梯级电站、电网水电调峰或站内经济运行单一层级或两层级
嵌套的研究为主，电网、梯级、电站各类目标和要求相互组合影响，形成了极为复杂的高维时空互联
和耦合关系，目前统筹电网、流域、电站多层级调度的研究有待深入开展。
为此，本文提出梯级水电站 “电网 － 梯级 － 电站” 多层级多目标优化调度方法，解决高强度调峰
调频与严格水量分配约束下，水调电调协调难、效益发挥不充分等问题。本文首先分析梯级水电站发
电调度和水量调度的各类目标和需求，分别建立电网、梯级、电站等不同调度层级的优化调度模型，
研究多层级多目标协同优化机制，提出模型求解方法，并在黄河上游梯级电站开展实例应用。

２ 研究区域

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黄河是我国第二长河，横跨青藏高原、黄土高原和华北平原，流域面积 ７９．５万ｋｍ 。其中，黄河
上游流域即河源至内蒙古托克县河口镇的黄河河段，径流量占全河 ５４％，集中落差 ２４６３ｍ，是我国第
七大水电基地，共规划建设 ３４座水电站。本文以位于青海境内的黄河上游龙羊峡、拉西瓦、李家峡、
公伯峡、积石峡 ５座梯级百万千瓦级水电站作为研究对象，详情见表 １，位置见图 １。
在我国主要水电基地中，黄河上游梯级水电站的水量调度与发电调度矛盾尤为突出。在水量调度
方面，黄河流域水资源供需形势紧张，面临严格的水资源分配和管理要求。根据 《黄河水量调度条
例》 ［２９］ ，龙羊峡水库须满足每日水量下泄指标。同时，黄河上游梯级水电是我国西北地区主要的灵活
性调节电源，近年来西北电网风光装机已由 ０．４亿ｋＷ（２０１５年）快速增长至 １．７亿ｋＷ（２０２２年），成为
我国首个以新能源为第一大电源的区域电网，由此造成梯级水电站长期面临高强度的调峰、调频以及
调相要求。同时来自水利、电力两方面的要求加剧了黄河上游梯级电站水调电调协调难度，造成日调
节电站水位波动失稳、机组长期低效运行等一系列问题。
本文所利用数据主要包括 ２０２１年 １１月电网负荷过程、风光水火聚合出力过程及黄河上游 ５座梯
级水电站出力过程、发电流量过程、来水与区间流量过程。

表 １ 黄河上游梯级电站参数表
参数 龙羊峡 拉西瓦 李家峡 公伯峡 积石峡
电站装机容量?万ｋＷ １２８ ４２０ ２００ １５０ １０２
机组台数 ４ ６ ５ ５ ３
单机额定功率?万ｋＷ ３２ ７０ ４０ ３０ ３４
３
机组过流能力?（ｍ ?ｓ） ３００ ３５２ ３６７ ３７２ ５８７
正常蓄水位?ｍ ２６００ ２４５２ ２１８０ ２００５ １８５６
死水位?ｍ ２５９０ ２４５０ ２１７８ ２００３ １８５２
兴利库容?亿ｍ ３ ２４７ １０．７９ １６．５ ６．２ ２．６３
调节能力 多年调节 日调节 日调节 日调节 日调节

图 １ 黄河上游梯级电站位置示意

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