Page 82 - 2024年第55卷第10期

（１）电网日内早、晚负荷高峰阶段（ｔ—ｔ、ｔ—ｔ），水电站加大出力运行。部分典型日、晚高峰
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会存在两个阶段，如图 １（ｄ）中的 ｔ—ｔ、ｔ—ｔ。非早、晚负荷高峰阶段，若风光新能源大发，水电站
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可选择降出力运行，为风光新能源消纳提供空间，若风光新能源出力较小，水电站可选择以强迫流量
或大于强迫流 量发 电运 行，具 体 发 电 流 量 大 小 视 综 合 利 用 要 求、入 库 径 流、水 库 水 位 等 情 况 综 合
确定。
（ ２）混蓄电站与梯级水电站全天的运行过程可概化为三大阶段，分别为调峰阶段（ｔ—ｔ、ｔ—ｔ）、
１
４
３
２
填谷阶段（ｔ—ｔ）与协调阶段（ｔ—ｔ、ｔ—ｔ）。
０ １ ２ ３ ４ ５
调峰阶段为电网负荷高峰阶段，此时混蓄电站从上游水库引水发电，与梯级水电站共同顶峰。
填谷阶段为电网负荷低谷时期或风光新能源大发时期，混蓄电站从下游水库抽水耗能，将能量储
存至上游水库，此时水电站以强迫流量发电运行，混蓄电站与梯级水电站整体填谷作用最大。
若下游综合利用要求较大或水库存蓄能力有限时，上游电站全天下泄水量加大，有可能出现填谷
阶段混蓄电站与上游水电站 “同抽同发” 现象，即填谷阶段水电站发电流量大于强迫流量。
协调阶段是指非调峰填谷阶段，主要是通过梯级水电站联合运行，保证填谷阶段混蓄电站抽水
前下库蓄存充足水量、上库预留充足库容，保证调峰阶段混蓄电站发电前下库预留充足库容、上库
蓄存充足水量。因此，协调阶段 末的 上下 游水 库水 位 是影 响 混 蓄电 站调 峰 填 谷 效 益 的 关 键 控 制 性
水位。
（ ３）对于日调节混蓄电站来讲，日内的一次完整循环周期内抽发水量应相等，其理论最大值等于
协调阶段末上库与下库预留库容或蓄存水量的最小值，混蓄电站抽发水量呈现所谓的 “木桶效应”
“短板效应”。针对电网具体的负荷特征以及电源结构，在保证流域综合利用要求以及水库安全运行的
前提下，混蓄电站日内可多次抽发循环（图 １（ｃ）（ｄ）），但总的抽水水量与发电水量应相等。若日调度
周期内混蓄电站抽发水量不相等，则混蓄电站跨日调节运行。
２．２ 混蓄电站与梯级水电站短期联合调峰优化模型 含混蓄电站的梯级水电站短期优化调峰的本质为
通过日总出库水量（即日综合利用流量）在一定条件下的日内合理分配，使得负荷高峰阶段上下游水电
站与混蓄电站发电量最大，负荷低谷阶段混蓄电站抽水耗电量最大、上下游水电站发电量最小。
短期发电优化调度目标函数可选择最大化混蓄电站与梯级水电站调峰能力 Ｅ，即混蓄电站与梯级
水电站日内联合出力的波动值最大，优化目标函数公式如下：
２
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) )
ｍａｘＦ ＝ ｍａｘ Ｅ ＝ ｍａｘ ( ∑ ＝１ ( ∑ ＝１ Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ ＋ Ｕ （Ｐ，ｔ） Ｐ Ｐ，ｐｕｍｐ ＋ Ｕ （Ｇ，ｔ） Ｐ Ｇ，ｐｕｍｐ － 珔 × Δ ｔ （１）
Ｐ
ｔ
ｔ
ｔ，ｒ
ｔ
ｒ
其中，
Ｕ （Ｐ，ｔ） ＋ Ｕ （Ｇ，ｔ） ≤１
（２）
２４
２
Ｇ，ｐｕｍｐ
珔 ＝
Ｐ ( ( Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ ＋ Ｕ （Ｐ，ｔ） Ｐ Ｐ，ｐｕｍｐ ＋ Ｕ （Ｇ，ｔ） Ｐ ｔ )) ?２４
ｔ
ｔ，ｒ
∑ ＝１
ｔ ∑ ＝１
ｒ
式中：Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ 为时段 ｔ、第 ｒ座水电站的发电功率，ｋＷ；Ｐ Ｐ，ｐｕｍｐ 、Ｐ Ｇ，ｐｕｍｐ 分别为时段 ｔ混蓄电站发电与
ｔ，ｒ ｔ ｔ
抽水功率，Ｐ Ｐ，ｐｕｍｐ ≤０、Ｐ Ｇ，ｐｕｍｐ ≥０，ｋＷ； 珔 、
Ｐ为 混 蓄 电 站 与 水 电 站 的 全 天 平 均 运 行 功 率，ｋＷ；Ｕ
ｔ ｔ （Ｐ，ｔ）
Ｕ 分别为混蓄电站发电、抽水的状态变量，１代表处于发电或抽水状态，０代表未发电或抽水状态，
（Ｇ，ｔ）
且混蓄电站不可同时处于抽、发运行状态，但可以同时保持停机状态。
除此目标外，还可以选择以负荷峰谷阶段混蓄电站与水电站的运行功率之差最大为目标，优化目
标函数公式如下：
２
２
(
ｍａｘＦ ＝ ｍａｘ ∑ ＝１ （Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ ·Ｔ ＋ Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ ·Ｔ） ＋ Ｐ Ｇ，ｐｕｍｐ ４ Ｐ，ｐｕｍｐ － ∑ ＝１ Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ ）·Ｔ １) （３）
·Ｔ ＋ （ － Ｐ
４
Ｔ ２ ，ｒ
Ｔ ４ ，ｒ
２
Ｔ １ ，ｒ
ｒ
Ｔ １
ｒ
Ｔ ４
式中：Ｐ Ｐ，ｐｕｍｐ （Ｐ Ｐ，ｐｕｍｐ ≤０）为负荷低谷阶段（Ｔ）混蓄电站抽水功率，ｋＷ；Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ 、Ｐ Ｇ，ｈｙｄｒｏｐ 分别为负荷高
Ｔ １ Ｔ １ １ Ｔ ２ ，ｒ Ｔ ４ ，ｒ
峰阶段（Ｔ、Ｔ）水电站 ｒ调峰运行功率，ｋＷ；Ｐ Ｇ，ｐｕｍｐ 为调峰阶段（Ｔ）混蓄电站调峰运行功率，ｋＷ。
４
４
２
Ｔ ４
此处，该优化目标主要是以混蓄电站日内 “一抽一发” 为例进行展示，可根据图 １中混蓄电站日
内不同抽发运行模式，灵活修改该优化目标表达形式。模型约束条件主要为水库水量平衡、水库水位
库容、水电站发电出力、混蓄电站抽发功率、日出库总水量等。短期联合调峰优化模型采用序列二次
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