電網是經濟發展的重要基礎設施，近年來，由于我國經濟和人民生活水平高速發展，電網的日負荷峰谷差日益加劇，調峰矛盾也日益尖銳。傳統的電網調峰任務主要由電網中的火電機組承擔，如火電機組的起停調峰、深度調峰和低負荷調峰等。而這些調峰方式造成火電機組負載頻繁的大幅度波動，降低了火電機組的可利用小時數和發電效率，增加了污染物的排放量，進而降低了電力系統運行的經濟性和可靠性。

水電是一種可再生的清潔能源，水電參與電網調峰具有諸多優點，在近年來的電網規劃中扮演著重要的角色。隨著高效安全、清潔低碳的能源利用理念深入人心，許多水利豐富的地方因地制宜地建立了一定規模的抽水蓄能電站，在緩解了調峰任務的同時，保護了生態環境。

抽水蓄能電站可以為電網提供靈活的調峰電能：在電網谷荷時段，下水庫利用多余的電能抽水至上水庫蓄能；在電網峰荷時段，上水庫再利用谷荷時段儲存的水發電。通過循環利用水勢能與電能的轉換，將電網谷荷期的多余電能轉移到電網峰荷期的缺額電能。抽水蓄能電站具有起停靈活、負荷跟蹤能力強等優點，能為電網提供調頻、調相、事故備用、黑起動等多種功能。

• 有學者建立了以負荷峰谷差和日峰荷值最小為多目標函數的削峰填谷優化模型，雖然對負荷整體波動性進行了優化，但局部的負荷波動無法解決。
• 有學者以電網余荷方差最小為目標建立梯級水電站調峰出力模型，進而優化了火電機組的出力，但沒有考慮對水能的充分利用以及棄水現象的發生。
• 有學者建立了抽水蓄能電站與水火電聯合調度的優化模型，增加了抽水蓄能電站的出力，減少了棄水量，但并沒有考慮水電對電網的調峰作用和火電機組的運行狀況。
• 有學者在水火電調度模型中，綜合考慮了環境保護、發電成本和充分利用水電的問題，但沒有考慮實際工程應用中，水電的多約束、對抽水蓄能電站的充分利用和減緩火電機組出力波動的問題。
• 有學者采用權重系數法處理多目標優化問題，但該方法得到的最優解較依賴于決策者的個人偏好，易受主觀和各單目標函數的數量級、量綱的影響。
• 有學者采用Pareto最優方法處理電力系統節能調度工作中日負荷分配的多目標問題，但求得Pareto最優解集后還需要制定評價標準對解集中的每個非劣解進行評價，進而獲得滿足決策者目的的最終解，過程復雜且較依賴算法的先進性，評價標準的選擇也對最終解的影響較大。
• 有學者采用模糊優化方法對水電調度進行了優化，但考慮的目標函數和約束都較為簡單，不符合實際工程需求。

本文在上述文獻的基礎上，采用多目標模糊優化的方法來解決抽水蓄能電站與水火電聯合調度策略的問題，并改進了抽水蓄能、水、火電站調峰出力的優化模型：①為減少火電機組的出力波動，以電網余荷方差最小和水電利用率最大為多目標函數，對抽水蓄能機組和水電機組出力進行優化；②以機組出力方差最小和煤耗量最低為多目標函數，對火電機組出力進行優化，以滿足日負荷平衡的要求。

結論

本文通過兩步優化的框架，先以余荷方差最小和水電出力最大為多目標函數，對抽水蓄能電站和水電站調峰出力進行了優化；再在此基礎上對火電機組出力進行優化，考慮火電機組出力波動的幅度最小的同時，兼顧煤耗量最低。并且對每個單目標函數構建了相應的模糊隸屬度函數，再運用模糊優化的方法對多目標優化問題進行處理計算。

通過仿真結果表明：

• ①本文所提出的抽水蓄能電站和水電站多目標調峰優化模型相較于現有的水電調度模型，兼顧了對水能的充分利用以及對水電靈活調峰能力的利用；
• ②所提出的火電機組調峰出力優化模型，在減少了機組煤耗量、降低發電成本的同時，降低了各火電機組出力的波動幅度，減少了起停調峰和深度調峰的次數，提高了系統發電的安全性與經濟性；
• ③所采用的多目標模糊優化方法在含有多約束、多目標函數電網調峰工程中有很好的適應性。

仿真結果表明，本文所提模型和方法是合理的，且具有一定的實用性。