【摘 要】
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随着各流域大规模水电站群陆续建成与投运，我国形成了区域电网下梯级电站联合运行的格局。然而，厂网分离模式使得各水电站多以自身利益为出发点，难以响应电网负荷变化，不仅无法充分利用水资源，且水电运行方式与电网需求也达不到统一。尤其在蓄水期，原规划的汛末蓄水调度方案会使水库群之间会出现竞争性蓄水问题，妨碍了电站的正常运行，进而加剧了对电网安全稳定运行的影响。传统水电站优化调度方法难以解决电网互联形势下的调峰调度问题，迫切需要寻求新的理论、模型、方法开展研究。为此，本文围绕金沙江下游-三峡梯级电站适应华中电网需求面
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随着各流域大规模水电站群陆续建成与投运，我国形成了区域电网下梯级电站联合运行的格局。然而，厂网分离模式使得各水电站多以自身利益为出发点，难以响应电网负荷变化，不仅无法充分利用水资源，且水电运行方式与电网需求也达不到统一。尤其在蓄水期，原规划的汛末蓄水调度方案会使水库群之间会出现竞争性蓄水问题，妨碍了电站的正常运行，进而加剧了对电网安全稳定运行的影响。传统水电站优化调度方法难以解决电网互联形势下的调峰调度问题，迫切需要寻求新的理论、模型、方法开展研究。为此，本文围绕金沙江下游-三峡梯级电站适应华中电网需求面临的关键科学问题，从水电站中长期调峰调度模型高效求解方法、多频率入库径流的三峡电站蓄水期调峰调度、以及适应电网需求的梯级电站蓄水期调度等方面展开了深入研究，主要的工作内容及创新性研究成果如下：
(1)针对电网在水电站蓄水期的调峰需求，以受端电网的余荷均方差最小为目标，建立了水电站中长期调峰调度模型，采用水位廊道方式处理水电站中长期优化调度约束，提出了改进随机分形算法(SFS)对模型进行求解。三峡电站与华中电网为实例研究表明，改进随机分形算法在峰谷差削减幅度和余荷均方差削减幅度上均大于实际运行情况和启发式切负荷法，实现了三峡电站的蓄水调峰，验证了该算法在模型求解上具有适用性、优越性和稳定性，为水电站中长期调峰调度提供一种新的求解思路。
(2)为探究三峡蓄水期来水的不确定性对三峡蓄水以及调峰效果的影响，拟合了三峡蓄水期入库径流频率分布曲线，推求了三峡蓄水期各径流频率的入库过程；为保证三峡蓄水期的发电量，分析了三峡平均入库流量与发电量的相关关系并求得两者之间的数量联系；在此基础上，建立了以末水位与总发电量同时控制的水电站中长期调峰调度模型，并采用随机分形算法(SFS)对模型进行求解。三峡电站与华中电网为实例研究表明，在满足三峡蓄水目标的同时，入库径流的频率处于40%-60%时调峰效果最好，而在特丰和特枯时调峰效果相对有限。
(3)围绕溪洛渡、向家坝投入运行后与三峡电站的竞争性蓄水矛盾及三峡出力方式对华中电网的影响等问题，建立了梯级水电站蓄水期调峰调度模型；结合改进随机算法与逐次逼近法，提出了高效的模型求解方法(SA-SFS)。溪洛渡、向家坝-三峡梯级电站实例研究结果表明，梯级电站调峰优化调度不仅能够满足梯级水库蓄水任务，且调峰效果优于单站，有效响应了华中电网的调峰需求，为梯级水电站蓄水期调度提供了借鉴与参考，具有一定的工程应用价值。
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