電網(wǎng)是經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，近年來，由于我國經(jīng)濟和人民生活水平高速發(fā)展，電網(wǎng)的日負荷峰谷差日益加劇，調(diào)峰矛盾也日益尖銳。傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)主要由電網(wǎng)中的火電機組承擔(dān)，如火電機組的起停調(diào)峰、深度調(diào)峰和低負荷調(diào)峰等。而這些調(diào)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(shù)和發(fā)電效率，增加了污染物的排放量，進而降低了電力系統(tǒng)運行的經(jīng)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(wǎng)調(diào)峰具有諸多優(yōu)點，在近年來的電網(wǎng)規(guī)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(guī)模的抽水蓄能電站，在緩解了調(diào)峰任務(wù)的同時，保護了生態(tài)環(huán)境。

抽水蓄能電站可以為電網(wǎng)提供靈活的調(diào)峰電能：在電網(wǎng)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(wǎng)峰荷時段，上水庫再利用谷荷時段儲存的水發(fā)電。通過循環(huán)利用水勢能與電能的轉(zhuǎn)換，將電網(wǎng)谷荷期的多余電能轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)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(yōu)點，能為電網(wǎng)提供調(diào)頻、調(diào)相、事故備用、黑起動等多種功能。

• 有學(xué)者建立了以負荷峰谷差和日峰荷值最小為多目標(biāo)函數(shù)的削峰填谷優(yōu)化模型，雖然對負荷整體波動性進行了優(yōu)化，但局部的負荷波動無法解決。
• 有學(xué)者以電網(wǎng)余荷方差最小為目標(biāo)建立梯級水電站調(diào)峰出力模型，進而優(yōu)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(xiàn)象的發(fā)生。
• 有學(xué)者建立了抽水蓄能電站與水火電聯(lián)合調(diào)度的優(yōu)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(wǎng)的調(diào)峰作用和火電機組的運行狀況。
• 有學(xué)者在水火電調(diào)度模型中，綜合考慮了環(huán)境保護、發(fā)電成本和充分利用水電的問題，但沒有考慮實際工程應(yīng)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(xué)者采用權(quán)重系數(shù)法處理多目標(biāo)優(yōu)化問題，但該方法得到的最優(yōu)解較依賴于決策者的個人偏好，易受主觀和各單目標(biāo)函數(shù)的數(shù)量級、量綱的影響。
• 有學(xué)者采用Pareto最優(yōu)方法處理電力系統(tǒng)節(jié)能調(diào)度工作中日負荷分配的多目標(biāo)問題，但求得Pareto最優(yōu)解集后還需要制定評價標(biāo)準(zhǔn)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(fù)雜且較依賴算法的先進性，評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇也對最終解的影響較大。
• 有學(xué)者采用模糊優(yōu)化方法對水電調(diào)度進行了優(yōu)化，但考慮的目標(biāo)函數(shù)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(chǔ)上，采用多目標(biāo)模糊優(yōu)化的方法來解決抽水蓄能電站與水火電聯(lián)合調(diào)度策略的問題，并改進了抽水蓄能、水、火電站調(diào)峰出力的優(yōu)化模型：①為減少火電機組的出力波動，以電網(wǎng)余荷方差最小和水電利用率最大為多目標(biāo)函數(shù)，對抽水蓄能機組和水電機組出力進行優(yōu)化；②以機組出力方差最小和煤耗量最低為多目標(biāo)函數(shù)，對火電機組出力進行優(yōu)化，以滿足日負荷平衡的要求。

結(jié)論

本文通過兩步優(yōu)化的框架，先以余荷方差最小和水電出力最大為多目標(biāo)函數(shù)，對抽水蓄能電站和水電站調(diào)峰出力進行了優(yōu)化；再在此基礎(chǔ)上對火電機組出力進行優(yōu)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(biāo)函數(shù)構(gòu)建了相應(yīng)的模糊隸屬度函數(shù)，再運用模糊優(yōu)化的方法對多目標(biāo)優(yōu)化問題進行處理計算。

通過仿真結(jié)果表明：

• ①本文所提出的抽水蓄能電站和水電站多目標(biāo)調(diào)峰優(yōu)化模型相較于現(xiàn)有的水電調(diào)度模型，兼顧了對水能的充分利用以及對水電靈活調(diào)峰能力的利用；
• ②所提出的火電機組調(diào)峰出力優(yōu)化模型，在減少了機組煤耗量、降低發(fā)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(diào)峰和深度調(diào)峰的次數(shù)，提高了系統(tǒng)發(fā)電的安全性與經(jīng)濟性；
• ③所采用的多目標(biāo)模糊優(yōu)化方法在含有多約束、多目標(biāo)函數(shù)電網(wǎng)調(diào)峰工程中有很好的適應(yīng)性。

仿真結(jié)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。