基于蓄能控制的梯级优化调度图绘制方法及调度方法与流程

本发明涉及水利电力行业梯级水电站优化调度领域，具体涉及一种基于蓄能控制的梯级水电站优化调度图绘制方法和一种梯级水库调度方法。
背景技术：
：水库调度图是表示水库调度中决策变量(水位、出力、下泄流量、供水量等)与状态变量(水位、蓄能等)之间的关系图，它是根据电站历史水文资料和水库综合利用任务而绘制的一组具有控制意义的状态变量变化过程线。水库调度图中包含具有控制意义的状态变量变化过程线以及由这些过程线划分的若干区域，并规定了水库处于不同状态变量时的调度规则。有了调度图，就可根据水库在某一时刻状态变量数值大小及其在调度图中的工作区域，确定水库运行调度方式。目前，有关单一水库调度图的制定及其应用研究资料较多、方法成熟，并且在水库调度中发挥着巨大的作用，而关于梯级水库特别是高维梯级水库群(有较大调节性能，水库数目大于2)调度图的制定及其应用研究甚少。随着河流的梯级开发，由多个调节性能较好的水库组成、实行统一管理、统一调度的水库群越来越多。因此，非常有必要开展梯级水库群调度图的制定以及应用研究，为梯级水库群的运行调度提供科学的依据。现有梯级水库群优化调度图研究内容主要有：内容1：基于梯级水库群联合调度思想，考虑梯级水库间水力电力联系，根据长系列或典型年历史资料，选取较为高效的方法建模求解，得出梯级各水库调度图；内容2：选取梯级蓄能为衡量梯级水库群的总指标，根据长系列或典型年历史资料，构建梯级优化模型并求解，绘制基于梯级蓄能和梯级总出力函数关系的梯级水库群优化调度图。现行研究内容存在的问题：内容1中尽管体现了梯级联合调度的思想，但最终成果仍然为单库调度图，无法直观展示衡量梯级水库群的指标；内容2中的梯级调度图给出了梯级蓄能和梯级总出力的指导关系，但不能反应当前梯级蓄能情况下的梯级应发电量，无法为梯级电站的中长期发电运行方式给予参考。技术实现要素：本发明为了解决现有的对于梯级水库调度图不能以梯级蓄能和发电量对应关系直观指导梯级水电站调度运行的问题，提供了一种基于蓄能控制的梯级优化调度图绘制方法，所述梯级优化调度图中，以蓄能为纵坐标，以自然月为横坐标形成梯级蓄能-电量调度图，所述绘制方法包括如下步骤：步骤1：确定梯级电站发电运行规则；步骤2：考虑电站特性和电网调度实际影响因素，从弃水风险、调峰风险、电量风险角度进行分析，确定年内关键时间节点(如年初、汛初、汛枯交替期末等)的梯级蓄能合理范围及对应的梯级电站水位组合；步骤3：根据梯级蓄能合理范围，以长系列或典型年梯级天然径流资料为依据，首次计算令t＝1，计算第t月梯级天然来水发电能力；步骤4：根据步骤1中的梯级电站发电运行规则、步骤2中的关键时间节点的梯级蓄能合理范围、步骤3中的梯级第t月天然来水发电能力，求出长系列或典型年第t月末的梯级蓄能值；步骤5：令t＝t+1，若t≤12转向步骤3，若t＞12，转向步骤6；步骤6：连接长系列或典型年梯级蓄能计算结果值形成年内梯级蓄能过程线，将其上包线作为梯级正常蓄能区上调度线，下包线作为梯级正常蓄能区下调度线，其中汛期遵循在确保防洪安全前提下减小弃水风险的原则，该时期正常蓄能区需特殊处理，即正常蓄能区下调度线值均取为汛初梯级蓄能合理范围下限值，上下调度线之间的部分为正常蓄能区，正常蓄能区以上区域为降低蓄能区，以下区域为增大蓄能区；根据步骤1中的梯级发电运行规则，将正常蓄能区按照时间划分为不同区域，其中年初梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落的时期为均衡消落区，汛期梯级蓄能被动上涨的时期为被动上涨区，汛期末梯级蓄能根据来水向年末目标蓄能调整的时期为主动调整区；在所述梯级蓄能-电量调度图中标注出均衡消落区、被动上涨区、主动调整区、正常蓄能区、降低蓄能区、增大蓄能区，最终形成梯级蓄能-电量优化调度图。进一步地，所述步骤1具体包括：一般而言，流域梯级电站考虑联合调度方式，年初梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落，龙头电站向下游放水调节补偿；汛期在确保防洪安全前提下减小弃水风险，龙头电站停机蓄水，下游其余电站按梯级天然来水多发满法，梯级蓄能被动上涨；汛期末至年末，龙头电站向下游放水调节补偿，梯级电站根据来水将蓄能调整至年末目标蓄能。进一步地，所述步骤2中基于弃水风险控制梯级电站节点蓄能范围的步骤包括：采用电站长系列或典型年径流资料，综合考虑电站特性、电网调度因素，确定汛初不同梯级蓄能下电站的弃水风险，并结合保障安全情况下满发多发、减少弃水的原则，给出汛初梯级蓄能合理范围；进一步地，所述步骤2中基于调峰风险控制梯级电站节点蓄能范围的步骤包括：年初至汛初水电站水位随月份逐步消落，并在汛初至少消落到汛限水位；在年初，综合考虑负荷需求、电源构成、水电发电能力多个因素，确定年初不同梯级蓄能下枯期的调峰风险，并结合电网的调峰控制要求给出年初梯级蓄能合理范围；进一步地，所述步骤2中基于电量风险控制梯级电站节点蓄能范围的步骤包括：根据预测来水情况编制水电站年发电计划，确定年度电量目标；在年初，综合考虑天然来水、电站特性、与其他电源配合等因素，确定年初不同梯级蓄能下的电量风险，并结合梯级电站电量考核目标确定年初梯级蓄能合理范围。进一步地，所述步骤3中具体包括：s31、由梯级各电站特性、第(t-1)月末梯级电站水位组合(若t＝1，则由1月初梯级电站水位组合)，推算第t月平均耗水率；s32、根据长系列或典型年梯级天然径流资料，计算第t月梯级天然来水发电能力，计算公式为式中，e天然t为第t月梯级天然来水发电能力；e天然i,t为第t月电站i的天然来水发电能力；n为梯级电站总数；qi,t为第t月电站i的坝址天然来水流量；ri,t为第t月电站i的平均耗水率；ts为时间，单位s。进一步地，所述步骤4具体包括：根据步骤1中的梯级发电运行规则、步骤2中的关键时间节点的梯级蓄能合理范围、步骤3中的长系列或典型年梯级第t月天然来水发电能力，遵循能量守恒，计算第t月末梯级蓄能和第t月梯级发电量，同时推算第t月末梯级电站水位组合和第t月梯级最大发电能力，其中第t月梯级最大发电能力作为第t月梯级发电量的约束上限，具体计算及绘制方法如下：s41、若第t月处于年初至汛初(均衡消落区)：该时期梯级蓄能变化遵循均衡消落原则，即每日发电量应相等。根据年初梯级蓄能x0和汛初梯级蓄能xt1，该时期梯级第t月发电量e发t、第t月末梯级蓄能xt计算公式如下，xt＝xt-1+e天然t-e发t式中，d1～t1为年初至汛初的总天数；emax,t为第t月梯级电站最大发电能力；{}min为取二者中的较小者。s42、若第t月处于汛期(被动上涨区)：该时期汛初梯级蓄能xt1已由s41算得，龙头电站停机蓄水，下游梯级电站按全梯级天然来水发电。梯级第t月发电量e发t为该月全梯级天然来水发电能力和下游梯级电站最大发电能力的较小者，第t月末梯级蓄能xt可由汛初梯级蓄能逐月计算，计算公式如下，e发t＝{e天然t,e扣龙max,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t式中，e扣龙max,t为第t月扣除龙头电站外下游梯级电站的最大发电能力。s43、若第t月为汛期末至年末(主动调整区)：该时期年末梯级蓄能已知为xt，即xt＝x0，汛期末梯级蓄能xt2已由s42算得；汛期末至汛枯交替期末，梯级电站按天然来水发电；汛枯交替期末至年末，梯级蓄能均衡调整至年末目标蓄能xt，逐月梯级蓄能变化量一致；令汛枯交替期末至年末的月数为t3，如汛枯交替期末为9月末，则t3＝3，计算公式如下，汛期末至汛枯交替期末：e发t＝{e天然t,emax,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t汛枯交替期末至年末：e发t＝{xt-1-xt+e天然t，emax,t}min进一步地，所述步骤6具体包括：连接步骤1-步骤5求出的长系列或典型年梯级蓄能计算结果值，形成年内梯级蓄能过程线，将其上包线作为梯级正常蓄能区上调度线，下包线作为梯级正常蓄能区下调度线，其中汛期遵循在确保防洪安全前提下减小弃水风险的原则，该时期正常蓄能区需特殊处理，即正常蓄能区下调度线值均取为汛初梯级蓄能合理范围下限值，正常蓄能区以上标注为降低蓄能区，以下标注为增大蓄能区，将正常蓄能区按年初至汛初、汛期、汛期末至年末分别标注为均衡消落区、被动上涨区、主动调整区。本发明另一方面还提供了一种运用上述任一梯级蓄能-电量优化调度图的梯级水库调度方法，在所述梯级蓄能-电量优化调度图中，纵向上，调度图被分为降低蓄能区、正常蓄能区和增大蓄能区；横向上，正常蓄能区按照时间划分为均衡消落区、被动上涨区、主动调整区；所述调度图使用方法包括如下步骤：梯级蓄能位于正常蓄能区时，年初至汛初设定梯级电站蓄能朝着目标蓄能值消落，梯级水库应发电量包括天然来水发电能力以及蓄能正常消落部分；汛期设定龙头电站停机蓄水，下游其余电站按全梯级天然来水发电，梯级蓄能被动上涨；汛期末至年末设定梯级电站根据来水向年末目标蓄能调整水位。梯级蓄能位于降低蓄能区时，设定电站加大出力，增加发电量使蓄能回到正常蓄能区；梯级蓄能位于增大蓄能区时，设定电站降低出力，减小发电量使蓄能回到正常蓄能区。本发明的技术方案结合梯级电站发电运行规则，合理反映梯级电站蓄能和梯级电站总发电量关系，充分指导梯级电站发电运行方式。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：图1为本发明一些实施例中的基于蓄能控制的梯级优化调度图绘制方法的流程示意图；图2为本发明一些实施例中的乌江梯级蓄能-电量优化调度图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。实施例一本发明实施例提供了一种基于蓄能控制的梯级优化调度图绘制方法，所述梯级优化调度图中，以蓄能为纵坐标，以自然月为横坐标形成梯级蓄能-电量调度图，如图1所示，所述绘制方法包括如下步骤：s110：确定梯级电站发电运行规则。流域梯级电站考虑联合调度方式，年初梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落，龙头电站向下游放水调节补偿；汛期在确保防洪安全前提下减小弃水风险，龙头电站停机蓄水，下游其余电站按梯级天然来水多发满法，梯级蓄能被动上涨；汛期末至年末，龙头电站向下游放水调节补偿，梯级电站根据来水将蓄能调整至年末目标蓄能。s120：考虑电站特性和电网调度实际影响因素，从弃水风险、调峰风险、电量风险角度进行分析，确定年内关键时间节点的梯级蓄能合理范围及对应的梯级电站水位组合。基于弃水风险控制梯级电站蓄能范围、基于调峰风险控制梯级电站蓄能范围、基于电量风险控制梯级电站蓄能范围；所述基于弃水风险控制梯级电站蓄能范围的步骤包括：采用电站长系列或典型年径流资料，综合考虑电站特性、电网调度因素，确定汛初不同梯级蓄能下的弃水风险，并结合保障安全情况下满发多发、减少弃水的原则，给出汛初梯级蓄能合理范围；所述基于调峰风险控制梯级电站蓄能范围的步骤包括：年初至汛初水电站水位随月份逐步消落，并在汛初至少消落到汛限水位；在年初，综合考虑负荷需求、电源构成、水电发电能力多个因素，确定年初不同梯级蓄能下枯期的调峰风险，并结合电网的调峰控制要求给出年初梯级蓄能合理范围；所述基于电量风险控制梯级电站蓄能范围的步骤包括：根据预测来水情况编制水电站年发电计划，确定年度电量目标；在年初，综合考虑天然来水、电站特性、与其他电源配合等因素，确定年初不同梯级蓄能下的电量风险，并结合梯级电站电量考核目标确定年初梯级蓄能合理范围。s130：第t月梯级天然来水发电能力计算。根据梯级蓄能合理范围，以长系列或典型年梯级天然径流资料为依据，首次计算令t＝1，计算第t月梯级天然来水发电能力，包括：①由梯级各电站特性、第(t-1)月末梯级电站水位组合(若t＝1，则由1月初梯级电站水位组合)，推算第t月平均耗水率；②根据长系列或典型年梯级天然径流资料，计算第t月梯级天然来水发电能力，计算公式为式中，e天然t为第t月梯级天然来水发电能力；e天然i,t为第t月电站i的天然来水发电能力；n为梯级电站总数；qi,t为第t月电站i的坝址天然来水流量；ri,t为第t月电站i的平均耗水率；ts为时间，单位s。s140：第t月末梯级蓄能和第t月梯级发电量计算。根据s110中的梯级电站发电运行规则、s120中的关键时间节点的梯级蓄能合理范围、s130中的梯级第t月天然来水发电能力，遵循能量守恒，计算第t月末梯级蓄能和第t月梯级发电量，同时推算第t月末梯级电站水位组合和第t月梯级最大发电能力，其中第t月梯级最大发电能力作为第t月梯级发电量的约束上限，具体计算方法如下：①若第t月处于年初至汛初(均衡消落区)：该时期梯级蓄能变化遵循均衡消落原则，即每日发电量应相等。根据年初梯级蓄能x0和汛初梯级蓄能xt1，该时期梯级第t月发电量e发t、第t月末梯级蓄能xt计算公式如下，xt＝xt-1+e天然t-e发t式中，d1～t1为年初至汛初的总天数；emax,t为第t月梯级电站最大发电能力；{}min为取二者中的较小者。②若第t月处于汛期(被动上涨区)：该时期汛初梯级蓄能xt1已由①算得，龙头电站停机蓄水，下游梯级电站按全梯级天然来水发电。梯级第t月发电量e发t为该月全梯级天然来水发电能力和下游梯级电站最大发电能力的较小者，第t月末梯级蓄能xt可由汛初梯级蓄能逐月计算，计算公式如下，e发t＝{e天然t,e扣龙max,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t式中，e扣龙max,t为第t月扣除龙头电站外下游梯级电站的最大发电能力。③若第t月为汛期末至年末(主动调整区)：该时期年末梯级蓄能已知为xt，即xt＝x0，汛期末梯级蓄能xt2已由②算得；汛期末至汛枯交替期末，梯级电站按天然来水发电；汛枯交替期末至年末，梯级蓄能均衡调整至年末目标蓄能xt，逐月梯级蓄能变化量一致；令汛枯交替期末至年末的月数为t3，如汛枯交替期末为9月末，则t3＝3，计算公式如下，汛期末至汛枯交替期末：e发t＝{e天然t,emax,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t汛枯交替期末至年末：e发t＝{xt-1-xt+e天然t，emax,t}mins150、令t＝t+1，若t≤12转向步骤3，若t＞12，转向步骤6；s160、连接长系列或典型年梯级蓄能计算结果值形成年内梯级蓄能过程线，将其上包线作为梯级正常蓄能区上调度线，下包线作为梯级正常蓄能区下调度线，其中汛期遵循在确保防洪安全前提下减小弃水风险的原则，该时期正常蓄能区需特殊处理，即正常蓄能区下调度线值均取为汛初梯级蓄能合理范围下限值，上下调度线之间的部分为正常蓄能区，正常蓄能区以上区域为降低蓄能区，以下区域为增大蓄能区；根据s110中的梯级发电运行规则，将正常蓄能区按照时间划分为不同区域，其中年初梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落的时期为均衡消落区，汛期梯级蓄能被动上涨的时期为被动上涨区，汛期末梯级蓄能根据来水向年末目标蓄能调整的时期为主动调整区；在所述梯级蓄能-电量调度图中标注出均衡消落区、被动上涨区、主动调整区、正常蓄能区、降低蓄能区、增大蓄能区，最终形成梯级蓄能-电量优化调度图。本发明的基于蓄能控制的梯级优化调度图绘制方法能够合理反映梯级电站蓄能和梯级电站总发电量关系，充分指导梯级电站发电运行方式。本发明实施例还提供了一种利用上述梯级蓄能-电量优化调度图的梯级水库调度方法，在所述梯级蓄能-电量优化调度图中，纵向上，调度图被分为降低蓄能区、正常蓄能区和增大蓄能区；横向上，正常蓄能区按照时间划分为均衡消落区、被动上涨区、主动调整区；所述调度图使用方法包括如下步骤：梯级蓄能位于正常蓄能区时，年初梯级电站蓄能朝着汛初目标蓄能均衡消落，梯级水库应发电量包括天然来水发电能力以及蓄能正常消落部分；汛期龙头电站停机蓄水，下游其余电站按梯级天然来水发电，梯级蓄能被动上涨；汛期末至年末设定梯级电站根据来水向年末目标蓄能调整水位。梯级蓄能位于降低蓄能区时，设定电站加大出力，增加发电量使蓄能回到正常蓄能区；梯级蓄能位于增大蓄能区时，设定电站降低出力，减小发电量使蓄能回到正常蓄能区。实施例二本发明实施例还提供了一种基于蓄能控制的梯级优化调度图绘制方法，具体步骤包括如下步骤：一、梯级电站发电运行规则确定一般而言，流域梯级电站考虑联合调度方式，以梯级效益最大化为目标，年初至汛初需要满足引水、灌溉等综合利用要求，龙头电站向下游放水进行调节补偿，调节性能较差电站应保证足够高的水位运行，梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落；汛初梯级电站蓄能消落至年内相对较低水平，在确保防洪安全前提下尽量减小弃水风险，此时龙头电站停机蓄水，下游梯级电站按天然来水多发满发，调节性能较好的电站应充分利用自身调节库容在汛期后期拦蓄洪水，保证枯期足够的补偿能力；汛期末至年末，龙头电站向下游放水调节补偿，下游梯级电站保持较高水位运行，梯级电站根据来水将蓄能调整至年末目标蓄能。二、关键节点的梯级蓄能合理范围及对应的梯级电站水位组合确定综合考虑电站特性和电网调度实际等影响因素，从弃水风险、调峰风险、电量风险等角度进行深入分析，确定年内关键时间节点(如年初、汛初、汛枯交替期末等)的梯级电站合理蓄能范围及对应的梯级电站水位组合，保证处于该范围内的梯级电站蓄能能够保证充分电网安全稳定运行和满足发电企业考核评价要求。s21.基于弃水风险控制的梯级电站节点蓄能范围控制汛期水电站天然来水集中，为充分利用水资源，电网通常优先安排水电站发电，在水电较多的区域，部分电站甚至承担基荷，因此，水电站的应在保障安全的前提下多发满发、减少弃水。由于汛期梯级蓄能控制将直接对汛期的弃水概率产生影响，采用电站长系列或典型年径流资料，综合考虑电站特性、电网调度等多种因素，研究汛初不同梯级蓄能下电站的弃水风险，给出汛初梯级蓄能合理范围，以指导电站合理控制水位，在保证电站安全运行的前提下，实现汛期发电效益的最大化。s22.基于调峰风险控制的梯级电站节点蓄能范围控制年初至汛初水电站在电力系统中的主要作用是提供调峰负荷，保障电网的安全稳定运行，此阶段水电站水位应逐步消落，为电网提供必要的调峰电量，同时需在汛初至少消落到汛限水位以迎接汛期洪水，保障电站防洪安全。由于该时期来水相对较少，年初水位高低将直接影响该时期电站的调峰电量水平，综合考虑负荷需求、电源构成、水电发电能力等多个因素，研究年初不同梯级蓄能下的调峰风险，并结合电网的调峰控制要求给出年初梯级蓄能合理范围，以指导电站在该时期合理消落，既保障自身发电效益，又能保障电网的安全稳定运行。s23.基于电量风险控制的梯级电站节点蓄能范围控制从全年调度运行的角度来看，水电站必须根据预测来水情况编制年发电计划，确定年度电量目标。此目标一方面影响电站的效益，另一方面也影响着整个电网中电量供给与需求的平衡。由于来水的不确定性，以及实际运行中各种调度相关因素的未知性，电站存在电量目标无法完成的风险。除天然来水外，年初电站蓄能对来年发电量的影响突出，综合考虑天然来水、电站特性等因素，研究年初不同梯级蓄能下的电量风险，并结合梯级电站电量考核目标给出年初梯级蓄能合理范围，以指导电站合理编制电量计划，应对天然来水的不确定性影响。三、天然来水发电能力计算根据梯级蓄能合理范围，以长系列或典型年梯级天然径流资料为依据，首次计算令t＝1，计算第t月梯级天然来水发电能力，包括：s31、由梯级各电站特性、第(t-1)月末梯级电站水位组合(若t＝1，则由1月初梯级电站水位组合)，推算第t月平均耗水率；s32、根据长系列或典型年梯级天然径流资料，计算第t月梯级天然来水发电能力，计算公式为式中，e天然t为第t月梯级天然来水发电能力；e天然i,t为第t月电站i的天然来水发电能力；n为梯级电站总数；qi,t为第t月电站i的坝址天然来水流量；ri,t为第t月电站i的平均耗水率；ts为时间，单位s。四、梯级蓄能值计算根据一中的梯级电站发电运行规则、二中的关键时间节点的梯级蓄能合理范围、三中的梯级第t月天然来水发电能力，遵循能量守恒，计算第t月末梯级蓄能和第t月梯级发电量，同时推算第t月末梯级电站水位组合和第t月梯级最大发电能力，其中第t月梯级最大发电能力作为第t月梯级发电量的约束上限，具体包括：s41、若第t月处于年初至汛初(均衡消落区)：该时期梯级蓄能变化遵循均衡消落原则，即每日发电量应相等。根据年初梯级蓄能x0和汛初梯级蓄能xt1，该时期梯级第t月发电量e发t、第t月末梯级蓄能xt计算公式如下，xt＝xt-1+e天然t-e发t式中，d1～t1为年初至汛初的总天数；emax,t为第t月梯级电站最大发电能力；{}min为取二者中的较小者。s42、若第t月处于汛期(被动上涨区)：该时期汛初梯级蓄能xt1已由s41算得，梯级电站运行方式为龙头电站停机蓄水，下游梯级电站按全梯级天然来水发电。梯级第t月发电量e发t为该月全梯级天然来水发电能力和下游梯级电站最大发电能力的较小者，第t月末梯级蓄能xt可由汛初梯级蓄能逐月计算，计算公式如下，e发t＝{e天然t,e扣龙max,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t式中，e扣龙max,t为第t月扣除龙头电站外下游梯级电站的最大发电能力。s43、若第t月为汛期末至年末(主动调整区)：该时期年末梯级蓄能已知为xt，即xt＝x0，汛期末梯级蓄能xt2已由s42算得；汛期末至汛枯交替期末，梯级电站按天然来水发电；汛枯交替期末至年末，梯级蓄能均衡调整至年末目标蓄能xt，逐月梯级蓄能变化量一致；令汛枯交替期末至年末的月数为t3，如汛枯交替期末为9月末，则t3＝3，计算公式如下，汛期末至汛枯交替期末：e发t＝{e天然t,emax,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t汛枯交替期末至年末：e发t＝{xt-1-xt+e天然t，emax,t}min五、梯级蓄能-电量调度图绘制全部长系列或典型年梯级蓄能值计算完毕后，连接计算结果值形成年内梯级蓄能过程线，将其上包线作为梯级正常蓄能区上调度线，下包线作为梯级正常蓄能区下调度线，其中汛期遵循在确保防洪安全前提下减小弃水风险的原则，该时期正常蓄能区需特殊处理，即正常蓄能区下调度线值均取为汛初梯级蓄能合理范围下限值，上下调度线之间的部分为正常蓄能区，正常蓄能区以上区域为降低蓄能区，以下区域为增大蓄能区；根据一中的梯级发电运行规则，将正常蓄能区按照时间划分为不同区域，其中年初梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落的时期为均衡消落区，汛期梯级蓄能被动上涨的时期为被动上涨区，汛期末梯级蓄能根据来水向年末目标蓄能调整的时期为主动调整区；在所述梯级蓄能-电量调度图中标注出均衡消落区、被动上涨区、主动调整区、正常蓄能区、降低蓄能区、增大蓄能区，最终形成梯级蓄能-电量优化调度图。六、梯级蓄能-电量调度图使用规则(梯级水库调度方法)从梯级蓄能-电量优化调度图中可以看出，从纵向角度看，调度图被分为降低蓄能区、正常蓄能区和增大蓄能区；从横向角度看，正常蓄能区按照时间划分为均衡消落区、被动上涨区、主动调整区。1)正常蓄能区：a.年初至汛初(均衡消落区)：该时期梯级蓄能朝着汛初目标蓄能值均衡消落，梯级水库应发电量包括天然来水发电能力以及蓄能正常消落部分。b.汛期(被动上涨区)：该时期龙头电站停机蓄水，下游梯级电站按照梯级天然来水发电，梯级蓄能被动上涨。c.汛期末至年末(主动调整区)：该时期龙头水库向下游进行调节补偿，下游各库逐步抬升库水位，梯级电站根据来水向年末目标蓄能调整水位。2)降低蓄能区若蓄能在此区间内，应适当加大出力，增加发电量使蓄能回到正常蓄能区。3)增大蓄能区若蓄能在此区间内，应适当降低出力，减小发电量使蓄能回到正常蓄能区。本发明的实施例结合梯级电站发电运行规则，合理反映梯级电站蓄能和梯级电站总发电量关系，充分指导梯级电站发电运行方式。实施例三本实施例的基于蓄能控制的梯级优化调度图绘制方法，以乌江梯级电站(包括洪家渡、东风、索风营、乌江渡、大花水、格里桥、构皮滩、思林、沙沱九座电站)为研究对象，包括如下步骤：一、乌江梯级电站发电运行规则确定年初至汛初(1月初-4月末)发电运行规则：遵从梯级蓄能均衡消落原则，梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落；龙头电站洪家渡向下游放水调节补偿，以抬高下游梯级电站水位。汛期(5月初-8月末)发电运行规则：龙头电站洪家渡停机蓄水，下游梯级发电量为梯级天然来水发电能力与除洪家渡以外的下游梯级电站最大发电能力二者较小值，梯级蓄能被动上涨。汛期末至年末(9月初-12月末)发电运行规则：龙头电站洪家渡向下游放水调节补偿，下游各库水位抬升，梯级电站根据来水向年末目标蓄能调整水位，其中汛期末至汛枯交替期末(9月初至9月末)梯级电站按天然来水发电，汛枯交替期末至年末(9月末至12月末)梯级蓄能均衡调整至目标蓄能。二、关键节点的乌江梯级蓄能合理范围确定汛初(4月末)乌江梯级蓄能合理范围确定为19～30亿kwh，主要出于以下几点考虑：1)从弃水风险角度考虑，乌江梯级汛初蓄能不宜高于30亿kwh，否则汛期弃水风险较大；2)从洪家渡后期蓄水角度考虑，乌江梯级汛初蓄能不宜高于30亿kwh，否则洪家渡弃水风险较大。3)从机组经济性角度和调度实际角度考虑，乌江梯级汛初蓄能不宜低于19亿kwh，否则机组经济性水平不高。年初(1月初)乌江梯级蓄能合理范围确定为50～70亿kwh，主要出于以下几点考虑：1)从调峰风险角度考虑，乌江梯级年初蓄能不宜低于50亿kwh，否则对电网安全稳定运行会造成影响；2)从水火电协调角度考虑，乌江梯级年初蓄能不宜高于70亿kwh，否则会在枯期挤占火电发电空间。三、天然来水发电能力计算以长系列或典型年梯级天然径流资料为依据，由梯级各电站特性、第(t-1)月末梯级电站水位组合，推算第t月平均耗水率，进而由下式计算第t月梯级天然来水发电能力。当t＝1时，1月耗水率由1月初梯级电站水位组合推算出，并代入下式计算1月梯级天然来水发电能力。式中，e天然t为第t月梯级天然来水发电能力；e天然i,t为第t月电站i的天然来水发电能力；n为梯级电站总数；qi,t为第t月电站i的坝址天然来水流量；ri,t为第t月电站i的平均耗水率；ts为时间，单位s。四、梯级蓄能值计算根据一中的梯级电站发电运行规则、二中的关键时间节点的梯级蓄能合理范围、三中的梯级第t月天然来水发电能力，遵循能量守恒，计算第t月末梯级蓄能和第t月梯级发电量，同时推算第t月末梯级电站水位组合和第t月梯级最大发电能力，其中第t月梯级最大发电能力作为第t月梯级发电量的约束上限，具体包括：s41、若第t月处于年初至汛初(均衡消落区)：该时期梯级蓄能变化遵循均衡消落原则，即每日发电量应相等。根据年初梯级蓄能x0和汛初梯级蓄能xt1，该时期梯级第t月发电量e发t、第t月末梯级蓄能xt计算公式如下，xt＝xt-1+e天然t-e发t式中，d1～t1为年初至汛初的总天数；emax,t为第t月梯级电站最大发电能力；{}min为取二者中的较小者。s42、若第t月处于汛期(被动上涨区)：该时期汛初梯级蓄能xt1已由s41算得，龙头电站停机蓄水，下游梯级电站按全梯级天然来水发电。梯级第t月发电量e发t为该月全梯级天然来水发电能力和下游梯级电站最大发电能力的较小者，第t月末梯级蓄能xt可由汛初梯级蓄能逐月计算，计算公式如下，e发t＝{e天然t,e扣龙max,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t式中，e扣龙max,t为第t月扣除龙头电站外下游梯级电站的最大发电能力。s43、该时期年末梯级蓄能已知为xt，即xt＝x0，汛期末梯级蓄能xt2已由s72算得；汛期末至汛枯交替期末，梯级电站按天然来水发电；汛枯交替期末至年末，梯级蓄能均衡调整至年末目标蓄能xt，逐月梯级蓄能变化量一致；令汛枯交替期末至年末的月数为t3，计算公式如下，汛期末至汛枯交替期末：e发t＝{e天然t,emax,t}minxt＝xt-1+e天然t-e发t汛枯交替期末至年末：e发t＝{xt-1-xt+e天然t，emax,t}min第t月梯级蓄能值计算完毕后，令t＝t+1，返回三，循环计算第(t+1)月梯级天然来水发电能力和第(t+1)月末梯级蓄能值，直至12月末计算结束。以多年平均梯级天然来水为例，乌江梯级电站坝址逐月多年平均天然来水量、梯级蓄能合理范围上限对应的多年平均天然来水发电能力、梯级蓄能合理范围下限对应的多年平均天然来水发电能力分别如表1、表2、表3所示：表1乌江梯级电站坝址逐月多年平均天然来水量电站1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月洪1.261.141.292.245.058.958.715.874.273.622.341.51东2.842.562.905.0411.3420.1219.5713.209.618.145.253.40索3.343.013.415.9313.3423.6623.0215.5311.309.576.183.99乌4.093.694.187.2616.3428.9828.2019.0213.8411.727.574.89构6.165.566.3010.9424.6343.6842.5028.6620.8717.6711.417.37思7.166.467.3212.7128.6150.7449.3733.3024.2420.5213.258.57沙8.137.348.3114.4432.5057.6356.0837.8227.5323.3115.059.73大0.650.590.671.162.614.624.503.032.211.871.210.78格0.710.640.721.262.835.024.893.302.402.031.310.85表2梯级蓄能合理范围上限对应的多年平均梯级天然来水发电能力电站1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月洪0.420.370.370.470.000.000.000.001.661.240.730.49东0.840.710.710.951.393.373.852.663.732.911.631.03索0.570.500.500.731.302.973.122.112.541.961.100.70乌1.130.971.001.472.725.896.284.234.733.742.231.41构2.852.502.684.348.9216.9917.1411.2710.648.875.633.55思1.241.101.222.074.137.367.164.694.273.672.411.53沙1.461.301.452.474.898.508.195.414.784.182.801.78大0.240.210.230.420.981.531.440.910.620.550.420.29格0.180.160.180.340.791.221.130.700.470.410.310.21梯级8.937.828.3513.2625.1247.8348.3231.9833.4527.5217.2510.98表3梯级蓄能合理范围下限对应的多年平均梯级天然来水发电能力电站1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月洪0.370.340.350.460.000.000.000.001.521.110.640.43东0.820.700.700.931.363.303.782.613.662.861.591.01索0.570.500.500.731.302.973.122.112.541.961.100.70乌1.090.940.971.422.625.696.074.094.583.622.161.37构2.822.432.554.058.1915.7916.1110.7210.258.655.563.50思1.211.081.202.044.097.267.054.614.183.582.351.49沙1.431.261.402.374.688.177.905.244.654.072.741.75大0.240.210.230.410.941.481.400.890.610.540.420.29格0.180.160.180.340.791.221.130.700.470.410.310.21梯级8.737.618.0712.7523.9845.8746.5630.9632.4626.8116.8710.74五、梯级蓄能-电量调度图绘制连接以上步骤求出的长系列或典型年梯级蓄能计算结果值，形成年内梯级蓄能过程线，将其上包线作为梯级正常蓄能区上调度线，下包线作为梯级正常蓄能区下调度线，其中汛期遵循在确保防洪安全前提下减小弃水风险的原则，该时期正常蓄能区需特殊处理，即正常蓄能区下调度线值均取为汛初梯级蓄能合理范围下限值。乌江梯级正常蓄能区上下调度线如表4所示：表4乌江梯级正常蓄能区上下调度线月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月调度图上线(亿kwh)605040313751698383787470调度图下线(亿kwh)423527191919197070635750将梯级正常蓄能区按照时间划分为不同区域，其中年初梯级蓄能向汛初目标蓄能均衡消落的时期为均衡消落区，汛期梯级蓄能被动上涨的时期为被动上涨区，汛期末至年末梯级电站根据来水向目标蓄能调整的时期为主动调整区；梯级正常蓄能区以上区域为降低蓄能区，以下区域为增大蓄能区。将上述调度线、特征区域标识在调度图中，如图2所示，形成乌江梯级蓄能-电量优化调度图。六、梯级蓄能-电量调度图使用规则(梯级水库调度方法)从蓄能-电量优化调度图中可以看出，从纵向角度看，调度图被分为降低蓄能区、正常蓄能区和增大蓄能区；从横向角度看，正常蓄能区按照时间分区：年初至汛初(1月初-4月末)为均衡消落区，汛期(5月初-8月末)为被动上涨区，汛期末至年末(9月初-12月末)为主动调整区。a.年初至汛初1月初-4月末(均衡消落区)：该时期内蓄能应朝着汛初目标蓄能值(19～31亿kwh)消落，梯级水库应发电量包括天然来水发电能力以及蓄能正常消落部分。b.汛期5月初-8月末(被动上涨区)：该时期内洪家渡电站停机蓄水，下游梯级电站按照梯级天然来水发电，梯级蓄能被动上涨。下游梯级电站应发电量为梯级天然来水发电能力与除洪家渡外的下游梯级电站最大发电能力二者较小值。c.汛期末至年末9月初-12月末(主动调整区)：该时期内洪家渡向下游进行调节补偿，下游各库逐步抬升库水位，梯级各电站根据来水朝着年末目标蓄能(50～70亿kwh)调整水位。2)降低蓄能区若蓄能在此区间内，应适当加大出力，增加发电量使蓄能回到正常蓄能区。3)增大蓄能区若蓄能在此区间内，应适当降低出力，减小发电量使蓄能回到正常蓄能区。在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12