(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211188494.1 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 国能大渡河沙坪发电有限公司 地址 614300 四川省乐 山市峨边县 沙坪镇 景阳路94号 申请人 河北工程大 学 (72)发明人 雷晓辉　汪广明　王超　龙岩　 汪文元　刘珂璇　高宏雨　 (74)专利代理 机构 北京卓胜佰达知识产权代理 有限公司 16 026 专利代理师 陈桂兰 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)H02J 3/46(2006.01) (54)发明名称 一种基于模型预测控制的水电站实时调度 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模型预测控制的水 电站实时调度方法， 包括S1、 构建考虑水电站风 控能力、 经济效益和设备使用寿命的水电站实时 调度策略模型； S2、 选择求解方法； S3、 设定闸门 分配方式； S4、 设定负荷分配方式； S5、 基于穷举 法和差分进化算法对所述策略模 型进行求解， 得 到水电站实时调度策略。 本申请方案针对不同的 工况和调度需求允许自由选择优化目标和约束 条件， 有利于 水位维持平稳、 提高电站经济效益、 为电网提供更加稳定优质电力； 本申请方案避免 了机组处于振动区， 减少了机组和闸门动作次 数， 减少了维修次数， 提高了设备的使用寿 命。 权利要求书2页 说明书10页 附图5页 CN 115511183 A 2022.12.23 CN 115511183 A 1.一种基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 构建考虑水电站风控能力、 经济效益和设备使用寿命的水电站实时调度策略模型； S2、 选择求 解方法； S3、 设定闸门分配方式； S4、 设定负荷分配方式； S5、 基于穷举法和差分进化 算法对所述策略模型进行求 解， 得到水电站实时调度策略。 2.根据权利要求1所述的基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 步骤S1中， 所述策略模型包括： 调度目标和约束条件； 所述调度目标包括： 水位范围优化、 目标水位优化、 最大发电量、 出库流量、 最小弃水流 量、 最小耗水率和闸门最小调整次数。 3.根据权利要求2所述的基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 所述水位范围优化表达式如下： 其中， b表示选取的工况种数， ΔL1表示的是水位范围优化的指标， Lt为时段t水位， 和 为设定的时段t时水位优化范围， 在此范围内， ΔL为0， 超过此范围， 则计算水 位距离此 范围最近距离； 所述目标 水位优化表达式如下： 其中， ΔL2表示的是目标水位优化的指标， 为设定的时段t的最优水位目标， 此目 标控制水位尽量接 近目标水位； 所述最大发电量的优化表达式如下： Pi＝Ni·Δt                                         (4) 其中， Ni为时段出力， Pi为发电量， Δt为时段长度； 所述出库流 量的优化表达式如下： 其中， Qi,unit为机组引用流 量， Qi,gate为闸门泄洪流 量； 所述最小弃水量的优化表达式如下： 所述最小耗水率的表达式如下： 所述闸门最少调整次数：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115511183 A 2目标电站闸门调整频繁， 若以闸门调整次数最少为目标， 需选择合理约束目标才有意 义。 4.根据权利要求2所述的基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 所述约束条件包括： 水位约束、 出库流量约束、 机组震动区间约束、 出力约束、 闸门开度 约束、 不同负荷调整模式约束条件、 非负条件约束。 5.根据权利要求 4所述的基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 所述水位约束表达式如下： 所述出库流 量约束表达式如下： Qmin<Qt<Qmax                                   (9) 所述出力约束表达式如下： (1‑5％)N0,i<Ni‑Nf<(1+5％)N0,i                 (10) 其中， Ni为时段机组总 出力， Nf为厂内用电， N0,i为计划上网电量， 实际上网电量在计划 上网电量 ±5％之间； 所述闸门开度约束表达式如下： Ki,min<Ki<Ki,max                                 (11) 其中， Ki,min表示闸门开度最小值； Ki,max表示闸门开度最大值。 6.根据权利要求 4所述的基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 所述不同负荷调整模式约束条件： 模式一： 固定负荷调整模式； 模式二： 计划偏离负荷调整模式； 模式三： 计划负荷模式； 模式四： 负荷为0模式。 7.根据权利要求 4所述的基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 所述非负条件约束为： 所有变量均为非负变量。 8.根据权利要求1所述的基于模型 预测控制的水电站实时调度方法， 其特 征在于， 步骤S2中， 所述 求解方法包括： 穷举法和差分进化 算法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115511183 A 3