电网调峰一直是电力系统面临的调度难题,尤其风光等间歇性、随机性、不确定性清洁能源的大规模投产进一步增加了调峰难度,水电作为一种优质可调电源,在保证电网安全、稳定及经济运行方面发挥着至关重要的作用,因而水电调峰成为业界及学术界的研究热点。近年来,随着电网对水库水位、流量、电站出力等控制精细化要求的提高,水电参与电网调峰涌现出新的挑战,主要包括:灵敏水力联系梯级水库之间产生的回水顶托、间歇性能源接入导致的调峰净负荷不确定性和多重调度需求造成的模型实用性不强等问题。这些调度难题及挑战在灵敏水力联系的梯级水库优化调度过程中表现更为复杂。为此,本文以红水河流域天生桥梯级水电站为实际工程背景,针对灵敏水力联系梯级水库存在的上述问题展开深入研究,主要工作及取得的理论和实际应用成果如下:(1)针对灵敏水力联系梯级水库存在的上下游顶托问题,实现调度的精细化控制,提出了考虑回水顶托影响的梯级水电站日前调峰模型。模型以余荷平均距平绝对值最小为调峰目标,构建日前96点调峰模型,借助SOS2约束对模型进行线性化,采用混合整数线性规划(MILP)进行求解。红水河流域天生桥梯级水电站调度实例表明:满足电量等各种约束的情况下实现较好的调峰效果,降低了顶托影响带来的调度偏差。(2)针对大规模间歇性清洁能源并网带来的水电调峰净负荷不确定性的问题,避免调峰净负荷不确定性带来的调峰偏差,提出了考虑净负荷不确定性的水电日前调峰模型。首先通过Kmeans生成风电出力场景描述不确定性,以多场景余荷平均距平绝对值期望值最小为目标,构建MILP模型进行求解。红水河流域天生桥梯级水电站调度实例表明:采用多场景期望调度结果比采用单一预测场景具有较强的鲁棒性,降低了水电错位调峰的风险,并且这种优势随着风电渗透率增大越来越明显。(3)针对现阶段短期优化调度模型通用性不强,优化求解搜索空间不连续,难于求解的问题,提出了峰谷时段模糊识别的梯级水电站日前实用化调度方法。方法以典型调峰曲线安排水电调峰出力,典型调峰曲线基于电网负荷峰谷时段的划分及峰平谷时段出力比确定,最后针对弃水问题,提出一种在空间上自弃水电站开始到上游水库,在时间上自弃水时段向前的启发式弃水调整策略对出力进行修正,实现调峰的同时最大限度减少弃水。红水河流域天生桥梯级水电站调度实例表明:所提模型在不发生弃水且满足所有约束的情况下,能够在极短的时间内产生满意解,具有较高的实用价值。最后,对全文进行了总结,并指出下一步需要开展的研究方向。