随着西电东送战略的快速推进,我国水电实现了迅猛发展,跨省区特高压输送规模不断扩大,水电调度运行方式也随之发生极大转变,从单一梯级调度运行发展为跨流域跨省协调调度,从单一电网调峰需求转向多电网负荷需求响应,从小规模机组扩展为容量大、数量多的巨型机组,产生了大规模水电消纳、一库两调、多电网调峰等新的挑战性问题,加大了水电调度运行难度。本文针对“一库两调”巨型水电站源网协调问题,以溪洛渡与受端浙江、广东电网为工程背景,从长期和短期两个时间尺度,深入开展了源网跨省水电系统协调、多电网调峰、大规模机组组合优化三方面研究,取得了如下创新成果:(1)提出直流互联跨省水电站群长期源网协调方法。考虑“一库两调”水电站汛枯期差异化送电比例和复杂调度要求,建立了适应多电网的最小出力最大多目标优化模型,以利用跨省跨流域电站间水文特性、调节能力、装机容量等差异,协调提高电网枯期水电保证出力;基于单目标最优解构造理想点,将复杂多目标模型转换为易于求解的单目标模型,提出多项式约束转换策略处理模型中的复杂非线性关系,并采用非线性规划方法实现模型高效求解。实例分析表明,通过源网协调可以有效实现汛枯期电量转移,显著提高受电端浙江和广东电网的枯期水电出力。(2)提出基于调峰指标的多电网调峰模型。该模型综合考虑受端电网的负荷特性、电源结构差异,量化描述了调峰需求与调峰能力之间的相互关系,并从容量需求、负荷跟踪、负荷波动三个方面提出了调峰压力指标体系,进而构建了多电网调峰目标函数。实例分析可知,所提模型不仅减少电网负荷峰谷差与负荷波动程度,而且较以往方法能更好地响应负荷跟踪需求。(3)考虑水电调度复杂非线性关系,提出水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型(mixed-integer nonlinear programming,MINLP)。采用多项式拟合技术处理MINLP模型中的出力函数关系,构建了机组出力与水头和流量的二元二次多项式,得到了水头~流量~出力关系三维拟合曲面,可以满足变化水头下机组出力的精细化计算要求;最后采用成熟的MINLP求解器实现高效计算。提出的模型通过溪洛渡18台机组日负荷分配问题得到验证,从模型应用复杂度和结果精度两方面与经典MILP进行比较,表明MINLP模型应用便捷且精度较高,与实际耗水量的误差较MILP减少91%,更能反映水电站实际情况。