摘要
水电站短期优化调度的混合整数线性规划模型（MILP）需要考虑复杂的梯级约束、电站约束及机组运行约束，各种约束间紧密耦合，调度人员往往依据调度经验对约束和目标进行设置，可能造成约束条件之间的相互矛盾，导致模型无可行解。当模型无解时，寻找互相矛盾的约束条件较为耗时，且难以考虑不同约束的重要程度，此时将严重影响水电站日前计划的制定效率。针对这一问题，本文提出梯级水电站短期优化调度的约束分级模型，当原调度模型因约束之间的相互矛盾而无解时，尽可能破坏低优先级别的软约束以寻求可行解，并减少对软约束的破坏程度。首先将可破坏约束按优先级排序，通过引入破坏指示因子及破坏程度变量将其转换为软约束，使模型有解；在目标函数中设置破坏因子项及破坏程度项，破坏因子项用于严格反应软约束优先级，破坏程度项用于减少软约束的破坏程度；最后将模型转换为混合整数线性规划模型（MILP）并使用Lingo求解器进行求解，以北盘江梯级水电站为例验证所提模型的可行性和有效性。 （1）针对水电站厂内经济运行模型约束条件互相矛盾的问题，提出机组运行约束分级的水电站厂内经济运行模型。按照优先级别从低到高的顺序设置耗水量最小、水位运行下限、机组爬坡能力、水位运行上限、机组振动区5级软约束。光照电站应用实例表明，所提模型破坏了低优先级别的耗水量最小、水位运行下限及机组爬坡能力软约束，满足了高优先级别的水位运行上限及机组振动区软约束。 （2）针对梯级水电站群调峰优化模型约束条件互相矛盾的问题，提出考虑约束分级的梯级水电站调峰优化调度模型。按照优先级别从低到高的顺序，在枯水期设置调峰、光照电站末水位、梯级出力下限、光照电站水位下限、光照电站最小下泄流量5级软约束，在丰水期设置调峰、光照电站末水位、梯级出力上限、光照及下游电站弃水、光照电站水位上限5级软约束。北盘江梯级电站应用实例表明，在枯水期，所提模型破坏了低优先级的调峰、光照末水位、梯级出力下限软约束，满足了高优先级的光照电站水位下限及最小下泄流量软约束。在丰水期，所提模型破坏了低优先级的调峰、光照末水位、梯级出力上限软约束，满足了高优先级的弃水和光照电站水位上限软约束。 综上，北盘江梯级电站应用实例表明，所提模型能够解决梯级水电站短期优化调度模型因约束条件互相矛盾而无解的问题，能够在原模型无解时破坏部分软约束以获得可行解，且严格遵循软约束的优先级别，提高了水电站日前计划的制定效率，具有较强的实用价值。
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