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电站’” 的具体体现。在此背景下，适宜的混蓄电站容量规划、计算理论方法成为横亘在混蓄电站规
划建设面前的重大难题。
与纯抽水蓄能电站不同，混蓄电站依托梯级水电站修建，而传统梯级水电站除却自身所承担的发
电、调峰等任务外，往往也承担着流域农业、工业、生活等综合利用供水任务 ［１１］ 。因此，混蓄电站的
容量计算不仅需要考虑新型电力系统的调峰需求，还应考虑流域综合利用供水任务以及其所依托的梯
级水电站发电调峰行为 ［１２ － １３］ 。换言之，混蓄电站容量计算的核心应为兼顾调峰与综合利用供水任务的
含混蓄电站的梯级水电站联合优化调度。迄今，国内外专家学者关于含混蓄电站的梯级水电站中长期
调度 ［１４ － １７］ 、短期调度开展了研究。中长期调度方面，黄景光等 ［１６］ 以湖北省某流域梯级水电站规划新
增的混蓄电站为例，开展了以发电量最大为目标的含混蓄电站的梯级水电站中长期优化调度模型；程
雄等 ［１７］ 以第二松花江白山－ 丰满混蓄电站梯级水电站群为研究对象，以发电效益最大为目标，研究了
［１８］
混蓄电站中长期优化调度建模方法。短期调度方面，Ｙｕｃｅｋａｙａ 考虑混蓄电站抽水电价与发电电价，
构建了以混蓄电站综合收益最大为目标的小时尺度调度模型；罗彬等 ［１９］ 开展了混蓄电站与风电联合运
行短期调度研究。然而，关于多级混蓄电站梯级调度运行有待深入研究；此外，虽然部分学者开展了
单一混蓄电站短期调峰研究，但中长期调度决定了梯级水电站下泄水量，影响着混蓄电站调峰效益的
发挥，梯级水电站中长期调度如何兼顾短期混蓄电站调峰效益，该类问题仍然有待回答。
黄河上游水风光清洁能源基地是我国布局的九大清洁能源基地之一， 《中华人民共和国国民经济
和社会发展第十四个五年规划和 ２０３５年远景目标纲要》 中也提出开展 “黄河梯级电站大型储能项目
研究”。该大型储能项目的核心是以大型泵站为电站机组的混蓄电站。黄河上游梯级水电站承担着流
域供水、灌溉、生态、输沙等综合利用任务，也是西北电网新型电力系统的主力调节电源 ［２０］ 。此外，
由多座混蓄电站组成的混蓄电站群也是 ２０２０年 ５月 《中共中央国务院关于新时代推进西部大开发形
成新格局的指导意见》 中所提到的 “培育一批清洁能源基地” 的核心内容。
本文以黄河上游梯级水电基地涉及的多座混蓄电站为研究对象，提出了基于混蓄电站与梯级水电
站短期、中长期多尺度嵌套调度模型的混蓄电站群容量计算模型，且针对该模型的高维特征，研究了
基于代理模型的混蓄电站群容量计算模型求解策略。此处，多尺度嵌套模型包括两大部分：（ １）短期
含混蓄电站的梯级水电站调峰模型；（２）考虑混蓄电站与梯级水电站短期调峰与流域综合利用供水任
务的梯级水电站短期－ 中长期多尺度嵌套调度模型。最后，以黄河流域待规划建设的混蓄电站群为研
究对象，检验所提模型与方法的可行性与合理性，并分析了推荐装机容量方案下混蓄电站运行效益，
研究混蓄电站抽发循环效率的因素以及抽水时长对混蓄电站推荐装机容量结果的影响。研究成果可为
混蓄电站的开发与运行提供借鉴。

２ 基于多尺度嵌套调度模型的混蓄电站容量计算模型

混蓄电站群容量计算的关键是在不影响流域综合利用供水任务的前提下，通过混蓄电站群与原有
梯级水电站联合运行，为新型电力系统提供最大的调峰能力。因此，含混蓄电站群的梯级水电站联合
优化调度是混蓄电站群容量计算的核心环节。
鉴于现阶段我国大江大河水电开发中大多包含年或多年调节性能水电站，且径流序列具有典型的
年际年内变化特性，因此，含混蓄电站群的梯级水电站联合优化调度不仅应包含短期优化调度，还应
包含中长期优化调度。其中，短期优化调度重在通过优化日及以上调节性能的梯级水库水电站与混蓄
电站日内运行方式，最大化梯级水电站与混蓄电站的日内整体调峰效益；中长期优化调度核心为在不
降低流域综合利用供水任务满足程度的基础上，调节中长期尺度水电站下泄流量，进而影响水电站短
期尺度发电可用水量以及混蓄电站运行方式，从而最大化混蓄电站与梯级水电站这一新型联合调度主
体的长系列调峰能力。此处，中长期调度模型的本质为短期－ 中长期多尺度嵌套的联合调度模型。
综上，含混蓄电站的梯级水电站短期优化调度模型如何构建，短期 － 中长期多尺度嵌套调度模型
如何兼顾混蓄电站与梯级水电站联合调峰效益，短期 － 中长期多尺度嵌套调度模型如何求解，等一系

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