Page 5 - 《中国电力》2026年第4期

第 59 卷 第 4 期 Vol. 59, No. 4
2026 年 4 月 ELECTRIC POWER Apr. 2026

引用格式：阮宏华, 邓子琦, 陈飞雄, 等. 风水储联合运行双层滚动优化调度方法[J]. 中国电力, 2026, 59(4): 1−11.
Citation: RUAN Honghua, DENG Ziqi, CHEN Feixiong, et al. Double layer rolling based optimization model for joint operation of wind-hydro-
storage system[J]. Electric Power, 2026, 59(4): 1−11.

风水储联合运行双层滚动优化调度方法

阮宏华 ，邓子琦 ，陈飞雄 ，林俊杰 2
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(1. 福建华电电力工程有限公司，福建 福州 350000；2. 福州大学 电气工程与自动化学院，福建 福州 350000)
Double layer rolling based optimization model for joint
operation of wind-hydro- storage system

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RUAN Honghua , DENG Ziqi , CHEN Feixiong , LIN Junjie 2
(1. Fujian Huadian Electric Power Engineering Co., Ltd., Fuzhou 350000, China;
2. Department of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350000, China)

Abstract: With the gradual increase in the penetration rate of power stations; model predictive control; two-layer rolling
wind power and other renewable energy sources, the
uncertainty of power grids operation has intensified 摘 要：随着风电等新能源的渗透率逐步提高，电网运
accordingly. How to safely and efficiently exert the regulating 行的不确定性也随之加剧，如何安全、高效地发挥水电
effect of hydropower is of great significance to the stable 的调节作用对电网的稳定运行具有重要意义。为此，提
operation of power grids. To this end, a bi-level rolling optimal 出 一 种 风 水 储 联 合 运 行 的 双 层 滚 动 优 化 调 度 方 法 。 首
scheduling method for the joint operation of wind-hydro- 先，构建风水储联合运行的双层滚动优化控制模型，上
storage systems is proposed. First, a bi-level rolling optimal 层 优 化 基 于 长 时 间 尺 度 ， 以 最 小 化 系 统 运 行 成 本 为 目
control model for wind-hydro-storage joint operation is 标，下层优化基于短时间尺度，以最小化系统出力偏差
constructed. The upper-level optimization is based on a long 为目标；其次，采用模型预测控制方法对优化模型进行
time scale, with the goal of minimizing the system operation 求解，通过下层的实时滚动优化对上层调度计划进行反
cost; the lower-level optimization is based on a short time scale, 馈校正，降低了不确定性对系统的影响。最后，以中国
aiming to minimize the system output deviation. Second, the 南方某梯级水电系统为算例对象进行仿真分析，验证了
model predictive control (MPC) method is adopted to solve the 所提方法在提升能源利用效率、降低运行成本和处理不
optimization model. The real-time rolling optimization of the 确定性方面的有效性。
lower level is used to feedback and correct the upper-level 关键词：可再生能源；不确定性；梯级水电站；模型预
scheduling plan, thereby reducing the impact of uncertainty on 测控制；双层滚动
the system. Finally, a case study is carried out on a cascade DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.202504088

hydropower system in South China. The simulation results
verify the effectiveness of the proposed method in improving
0 引言
energy utilization efficiency, reducing operation costs and
addressing system uncertainty.
近年来，以水电、风电为代表的可再生能源
This work is supported by National Natural Science Foundation
已成为电能生产的重要来源 [1-3] 。然而，风电出力
of China (No.52107080), Natural Science Foundation of Fujian
具有波动性和随机性的特征，在实际系统中时常
Province (No.2021J05135).
Keywords: renewable energy; uncertainty; cascade hydro- 出现大量弃风，风电资源利用率较低，给系统的
稳定运行带来巨大挑战 [4-5] 。梯级水电站具有库容
收稿日期：2025−04−29； 修回日期：2026−01−14。 调节能力强、响应迅速、运行灵活等特点，其与
基金项目：国家自然科学基金资助项目（52107080）；福 风电协同运行被认为是促进大规模风电并网消纳
建省自然科学基金资助项目（2021J05135）。 的有效解决方案 [6-7] 。为此，如何在风电等不确定

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