本发明涉及水力发电，具体涉及一种梯级水电站厂内经济运行优化方法及系统。
背景技术：
1、水电厂经济运行指的是在一定的水量或电量的外部要求下，在满足系统内部各个物理约束条件且全厂发电效率最高时各机组应提供的有功功率。水电厂经济运行能够保证机组以较高的效率运行，从而实现以有限的水量发更多的电量或者以最小的水量发出同样多的电量，提高水电厂运行的经济效益。流域梯级水电站包含多座水电站，电站之间存在复杂的水力和电力联系，因而流域梯级水电的厂内经济运行相比单座水电站更为复杂，表现在系统的非线性和耦合程度更高，问题求解的难度更大。
2、目前针对流域梯级水电站厂内经济运行的数学模型主要考虑常规的水力学方程和全厂的水头-有功功率关系曲线，模型优化的结果为全厂的有功功率，其局限性在于全厂的水头-有功功率特性曲线不能反映厂内每台机组在全工况下的效率特性，全厂有功功率通常以简单的策略(如平均法)将全厂负荷分配给各个机组，降低了优化结果的精度，导致梯级水电厂运行的经济效益不高。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种梯级水电站厂内经济运行优化方法及系统，通过提供流域梯级水电站的经济运行模型与优化系统，用于解决目前梯级水电站内经济运行模型精细化程度不高、缺乏考虑机组全工况效率特性、负荷分配方法简单导致流域内所有梯级水电站的总体经济效益不高的问题。
2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种梯级水电站厂内经济运行优化方法，包括以下步骤：
4、s1、根据流域内各水电站的水力拓扑关系，建立流域梯级水电站的水力学关系模型；
5、s2、根据流域内各水电站的机组的有功功率与水头，建立流域梯级水电站的动力学特性模型；
6、s3、根据步骤s1中建立的流域梯级水电站的水力学关系模型与步骤s2中建立的流域梯级水电站的动力学特性模型，采用以水定电或以电定水的运行方式确定流域梯级水电站的目标函数；
7、其中，以水定电为根据来水量和水库水位计划曲线确定水电站的最大发电量；
8、以电定水为根据负荷计划曲线确定水电站的最小耗水量；
9、流域梯级水电站的目标函数以流域内所有水电站的发电量最大或耗水量最小为目标；
10、s4、对以水定电的运行方式确定的流域梯级水电站的目标函数或以电定水的运行方式确定的流域梯级水电站的目标函数进行优化求解，得到流域梯级水电站的目标函数值，即得到流域梯级水电站最优的经济运行效率。
11、一种梯级水电站厂内经济运行优化系统，包括：
12、系统目标函数值确定单元，用于确定流域梯级水电站的目标函数计算中所需的机组的有功功率或流量，当采用以水定电的运行方式时，根据机组的有功功率计算机组的流量，当采用以电定水的运行方式时，根据机组的流量计算机组的有功功率；
13、系统初始状态确定单元，用于根据水电站监控系统的实测信号，获取初始时段的水库的库容以及机组的有功功率，根据水库的库容得到水库的水位，并计算机组的流量与水头；
14、系统运行方式优化单元，用于根据系统目标函数值确定单元计算的机组的流量与有功功率，实现对以水定电的运行方式确定的流域梯级水电站的目标函数或以电定水的运行方式确定的流域梯级水电站的目标函数进行优化求解，得到流域梯级水电站的目标函数值，即得到流域梯级水电站最优的经济运行效率。
15、本发明具有以下有益效果：
16、1.本发明通过采用粒子群优化方法对bp神经网络的初始参数进行优化，从而构建水轮机精细化效率模型，用于预测水电站中机组的效率，提高了预测精度；
17、2.建立的流域梯级水电站的水力学关系模型、流域梯级水电站的动力学特性模型以及采用以水定电或以电定水的运行方式确定流域梯级水电站的目标函数为流域梯级水电站厂内的经济运行模型的一部分，即利用水力学关系模型反映水工建筑物之间的水力关系，利用动力学特性模型反映机组的特性，利用目标函数评价机组的有功功率分配结果的经济性，并对目标函数优化求解，从而得到流域梯级水电站的目标函数值，即得到流域梯级水电站最优的经济运行效率；
18、3.本发明相比于传统方法，具有模型精度高、优化效果好的特点，且利用本发明所提系统的各模块能够对梯级水电站内各水电站的机组的负荷进行最优分配，从而实现流域梯级水电站内经济运行效益的最大化。
1.一种梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，步骤s1具体包括：
3.根据权利要求2所述的梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，步骤s2具体包括：
4.根据权利要求3所述的梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，步骤s25具体包括：
5.根据权利要求4所述的梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，步骤s3具体包括：
6.一种梯级水电站厂内经济运行优化系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，系统目标函数值确定单元包括机组流量推求机组有功功率模块、机组有功功率推求机组流量模块以及惩罚模块；
8.根据权利要求7所述的梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，系统初始状态确定单元，用于根据水电站监控系统的实测信号，获取初始时段的水库的库容以及机组的有功功率，根据水库的库容得到水库的水位，并计算机组的流量与水头，具体过程为：
9.根据权利要求8所述的梯级水电站厂内经济运行优化方法，其特征在于，系统运行方式优化单元，用于根据系统目标函数值确定单元计算的机组的流量与有功功率，实现对以水定电的运行方式确定的流域梯级水电站的目标函数或以电定水的运行方式确定的流域梯级水电站的目标函数进行优化求解，得到流域梯级水电站的目标函数值，即得到流域梯级水电站最优的经济运行效率，具体过程为：
