Page 21 - 2023年第54卷第4期

ｍｉｎ
Ｐ ≤Ｐ ｎ，ｋ，ｔ ≤Ｐ ｍａｘ
ｍｉｎ { （２１）
ｎ，ｋ
ｎ，ｋ
Ｑ ≤Ｑ ｎ，ｋ，ｔ ≤Ｑ ｍａｘ
ｎ．ｋ
ｎ．ｋ
ｍｉｎ
ｍａｘ
式中：Ｐ 、Ｐ 为水电站 ｎ机组 ｋ出力上、下限，ｋＷ；Ｑ ｍａｘ 、Ｑ ｍｉｎ 为水电站 ｎ机组 ｋ的下发电流量
ｎ，ｋ ｎ，ｋ ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ，ｔ
３
上、下限，ｍ ?ｓ。
（ ３）机组运行区间约束：黄河上游梯级各水电站均为混流式发电机组，各机组运行区间包括两段
振动区和两段稳定运行区，如图 ３所示。在发电过程中，机组仅可在两段稳定运行区运行，而根据各
电站机组特性曲线，稳定运行区Ⅰ为高效运行区，稳定运行区Ⅱ为低效运行区。
黄河上游各电站机组运行区间约束如下： ａ，ｍｉｎ
ｍｉｎ
{ Ｐ ≤Ｐ ｎ，ｋ，ｔ ≤Ｐ ｎ，ｋ （２２）
ｎ，ｋ
ａ，ｍａｘ
ａ ＋ １，ｍｉｎ
ｎ，ｋ，ｔ ≤Ｐ
Ｐ
ｎ，ｋ ≤Ｐ
ｎ，ｋ
Ｐ ａ ＋ １，ｍａｘ ≤Ｐ ｎ，ｋ，ｔ ≤Ｐ ｍａｘ
ｎ，ｋ ｎ，ｋ
式中：Ｐ ｍａｘ 、Ｐ ｍｉｎ 分别为 ｔ时段水电站 ｎ机组 ｋ的最大、最小出力，ｋＷ；Ｐ ａ，ｍａｘ 、Ｐ ａ，ｍｉｎ 分别为水电站 ｎ
ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ ｎ，ｋ
机组 ｋ第 ａ个振动区的上限、下限出力，ｋＷ。

图 ３ 黄河上游梯级水电站典型机组运行区间

（４）机组最短开停机持续时间约束：
ｔ
∑ Ｄ ｏｎ ｎ，ｋ，ｔ
ｎ，ｋ，ｔ ≤Ｓ
ｏｎ
ｔ － Ｔ ｎ，ｋ ＋ １
（２３）
ｔ
∑ Ｄ ｏｆｆ ｎ，ｋ，ｔ
ｎ，ｋ，ｔ ≤１ － Ｓ
ｏｎ
ｔ － Ｔ ｎ，ｋ ＋ １
ｏｎ
式中：Ｓ 为 ｔ时段水电站 ｎ机组 ｋ的运行状态，Ｓ ＝ １ 为机组处于开机状态，否则 Ｓ ＝ ０ ；Ｔ 、Ｔ ｏｆｆ
ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ ｎ，ｋ
为水电站 ｎ机组 ｋ最短停机时间和最短开机时间；Ｄ ｏｎ 为机组开机操作变量，Ｄ ｏｎ ＝ １ 为 ｔ时段水电站
ｎ，ｋ，ｔ
ｎ，ｋ，ｔ
ｎ机组 ｋ进行了开机操作，否则 Ｄ ｏｎ ＝ ０ ；Ｄ ｏｆｆ 为机组关机操作变量，Ｄ ｏｆｆ ＝ １ 为 ｔ时段水电站 ｎ机组
ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ，ｔ ｎ，ｋ，ｔ
ｋ进行了关机操作，否则 Ｄ ｏｆｆ ＝ ０ 。
ｎ，ｋ，ｔ
（ ５）机组开机台数约束：
ｏｎ
Ｍ ｏｎ，ｍｉｎ ≤ｍ ≤Ｍ ｏｎ，ｍａｘ （２４）
ｎ ｎ，ｔ ｎ
ｏｎ
式中：ｍ 为 ｔ时段水电站 ｎ的机组开机台数；Ｍ ｏｎ，ｍａｘ 、Ｍ ｏｎ，ｍｉｎ 为水电站 ｎ的最大、最小开机台数限制。
ｎ
ｎ
ｎ
３．１．４ “电网－ 梯级－ 电站” 多层级耦合机制 本文分别建立了电网、梯级和电站等 ３个层级的优化调
度模型，在此基础上，进一步研究不同层级模型之间的耦合机制，实现不同调度目标的协同优化，详
见图 ４。
“电网－ 梯级” 耦合机制：电网层级通过对水电可调度电量进行分配，使火电负荷平均距降低。由
于不同的负荷过程下梯级水电站可调度电量存在差异，电网层级和梯级层级之间需对负荷特征与电量
信息进行互馈，电网层级接受水电可调度电量信息后更新水电所承担负荷过程，提取负荷形状特征并
传递回梯级层级。梯级层级整合负荷形状特征和水量?水位等约束条件，以发电量最大为目标优化梯级
各电站出力过程，并将电量信息反馈回电网层级。“梯级－ 电站” 耦合机制：为同时满足梯级层级中负
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