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水 利 学 报

2025 年 6 月 SHUILI XUEBAO 第 56 卷 第 6 期

文章编号：0559-9350（2025）06-0759-12

基于逆优化的邻接对手水电站参数反推模型及求解方法

王祥祯 1，2 ，李亚鹏 1，2 ，程春田 1，2 ，李 刚 1，2 ，崔长跃 1，2
（1. 大连理工大学 水电与水信息研究所，辽宁 大连 116024；
2. 大连市清洁能源高效利用与电力市场研究中心，辽宁 大连 116024）

摘要：梯级水电具有高度耦合的水力电力联系，上游电站的下泄流量直接影响下游电站发电和竞价计划的可行
性，尤其当上下游归属不同利益主体时，上游电站从自利角度出发制定发电决策，会给下游电站带来高度不确定
性。针对该问题，本文研究了一类由两个利益主体管理的三座电站的局部水电梯级，基于可观测的上游电站下泄
流量、发电量等历史序列数据，提出了一个反推其运行参数及历史序列数据的逆优化模型，并根据工程经验确定
待定参数的可行域。该模型为双层优化模型，其上层模型负责确定目标电站的主要运行参数，下层模型利用上层
模型给定的参数模拟目标电站的自利调度过程，天然径流在流域内的分配比例也融入到了待推断参数中。为求解
这一具有高度非凸及多变量特征的数学模型，本文提出了基于改进微粒子群算法的变维搜索算法。算例表明，所
提反推模型和求解算法可准确推断上游邻接电站的运行参数和历史序列数据，推断误差在 2% 以内，所提求解算
法比原始算法有明显提升，且始终保持了较强的搜索能力。仿真实验和统计分析也论证了本文所提模型及求解算
法的可靠性。
关键词：电力市场；梯级水电；逆优化；双层优化；微粒子群算法
中图分类号：TV697.1 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20240628

1 研究背景

随着新一轮电力体制改革的不断深化，传统的集中调度管理运行方式逐渐被市场化调度所取代，
［2］
［1］
市场成为了影响电站决策的重要因素 。梯级水电站上下游之间存在着密切的水力电力耦合关系 ，
下游电站的调度及竞价过程严重依赖梯级上下游间的协调联系 ，然而，当同一流域内存在多个利益
［3］
主体时，在竞争性电力市场中，上游电站往往采用自利调度方式，缺乏对下游电站发电计划的考虑。
流域内多利益主体的市场化竞争，增大了下游电站发电能力不足或弃水的概率，严重制约了下游电站
发电竞价决策的可行性 ［4-5］ 。如何通过有效手段，应对流域内上下游电站获得的发电信息不对等问题，
是当前电力市场亟需解决的关键问题之一，也是本文研究的重点。
当前学界针对多利益主体梯级水电站上下游发电信息不对等问题主要有三类解决思路。第一类是
从交易规则层面予以避免。国外方面，巴西 ［6-9］ 和北欧 ［10-11］ 均提出了符合当地发展水平及资源禀赋的市
场机制；国内方面，张粒子等 和 Zhu 等 ［12］ 也进行了前期的探索。然而，交易机制从理论探索到实际
［3］
应用，还需经过多年的谨慎实践，无法应对问题的紧迫性。
第二类是通过市场主体在电力市场中的合作以避免竞争态势，研究核心是利益的分配。Xie 等 ［13］

收稿日期：2024-09-29；网络首发日期：2025-06-09
网络首发地址：https：/link.cnki.net/urlid/11.1882.TV.20250611.1448.001
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基金项目：辽宁省自然科学基金博士启动项目（2023-BSBA-066）；国家自然科学基金重点项目（52039002）；中央高校基本科研业
务费项目（DUT24BS046）
作者简介：王祥祯（1997-），博士生，主要从事水电调度及清洁能源电力市场研究。E-mail：wxz199705@mail.dlut.edu.cn
通信作者：李亚鹏（1988-），博士后，助理研究员，主要从事清洁能源电力市场、大规模梯级水电调度、多能源互补优化研究。
E-mail：yplidut@foxmail.com
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