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阮宏华等：风水储联合运行双层滚动优化调度方法 2026 年第 4 期

的水头，继续发电以满足负荷需求；而 3 号电站 的运营成本，进而全面提高梯级水电站的综合效益。

则在 12:00—18:00 减少出力，抬高水位。在未接 4.3 不同优化调度方法对比分析
入储能的情况下，1 号电站在 04:00—14:00 以及 考虑到单时间尺度 MPC 方法受短时预测精度
3 号电站在 02:00—16:00 的运行策略中，库容均 的限制，采用日前日内滚动优化调度方法与本文所
小于接入储能时的运行策略。这是由于在负荷高 提双层滚动方法进行比较。在接入储能的情况下，
峰期，储能与水电站同时出力，使得接入储能的 验证本文所提方法的优势。具体对比方法如下。
梯级水电能够维持较高的水头，进而提高梯级水 方法 1：日前优化调度与日内 MPC 滚动优化
电站的发电效率。 相结合。首先进行梯级水电站日前优化调度，下
发该日前调度计划，进行滚动优化得到梯级水电

8.01
无储能； 站运行日内修正方案；
库容/亿m 3 7.99 调度方法。
有储能
8.00
方法
2：本文所提梯级水电站双层滚动优化
7.98
7.97 图 展示了 种方法在 负荷高
00:00 08:00 16:00 24:00 8 2 08:30—13:30
时刻 峰期的失负荷情况。尽管二者均有不同程度的缺
a) 1号电站库容
无储能； 额，但方法 2 依托双层滚动优化，能够避免风电
0.78
有储能
0.77 与来水预测偏离时出现较大的功率缺口，保证了
库容/亿m 3 0.76 系统稳定性与经济性。以实际风光出力、各类负
0.75
0.74
荷需求数据生成的理想调度方案为基准，通过量
0.73
00:00 08:00 16:00 24:00 化 种方法的调度方案与基准值的偏差程度 [31] ，
时刻 2
b) 3号电站库容 计算各时段的相对误差，表 3 为二者的平均相对
图 7 1 号电站、3 号电站库容变化情况 误差。方法 1 与方法 2 的调度结果与理想运行结
Fig. 7 Changes in reservoir capacity of power stations 果的相对误差对比如图 9、图 10 所示。
No. 1 and No. 3
由表 3 可知，方法 1 在机组总出力与储能电
表 2 为接入储能前后梯级水电站运行成本变 量 的 调 度 方 案 上 ， 平 均 相 对 误 差 均 大 于 方 法 2。
化，可以看出，由于储能的接入能够帮助梯级水

1 650
电站进行电力和能量平衡，实现负荷的合理分配， 负荷曲线；
方法2系统总出力；
进而显著降低了梯级水电站的失负荷成本和弃水 1 600 方法1系统总出力
成本。虽然需要支付一定的储能运行费用，但从 1 550
总体经济效益来看，梯级水电站的总运行成本仍 功率/MW 1 500
低于未接入储能时的总运行成本。 1 450

1 400
表 2 储能接入前后成本对比
Table 2 Cost comparison before and after 1 350
energy storage access
1 300
单位：万元 08:30 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 13:30
时刻
储能接 储能运 弃水 弃风 失负荷 运行维
总成本
入情况 行成本 成本 成本 成本 护成本 图 8 功率缺额对比
未接入 0 42.889 12.354 4.404 14.402 74.049 Fig. 8 Comparison of power deficit
接入储能 12.524 27.320 5.906 3.535 14.695 63.980 表 3 算法效果对比
Table 3 Comparison of algorithm effects
综上，从发电效率和成本 2 个维度来看，接入 机组出力平均 储能电量平均 上层调度周 下层控制平
方法
储能可以有效提升梯级水电站的运行效果。储能 相对误差/% 相对误差/% 期用时/s 均用时/s
通过为发电侧资源提供额外的调节能力，不仅能 1 5.31 27.02 694.530 593 7.234 694
够提高水资源的利用效率，还降低了梯级水电站 2 4.05 18.30 844.943 545 8.801 495

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