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龍圖騰網獲悉大連理工大學申請的專利一種電力市場環境下梯級水電年度發電計劃月前調整方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119919025B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510404758.X，技術領域涉及：G06Q10/067；該發明授權一種電力市場環境下梯級水電年度發電計劃月前調整方法是由李亞鵬;貢舜;李剛;劉豫旸;程春田設計研發完成，并于2025-04-02向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種電力市場環境下梯級水電年度發電計劃月前調整方法在說明書摘要公布了：本發明涉及水力發電領域，公開了一種電力市場環境下梯級水電年度發電計劃月前調整方法，首先構建發電計劃調整模型，建模水力發電、省間輸電和省份用電的利益和運行需求，引入機會約束以刻畫徑流不確定性導致水電站水位越限的風險，構建線路擾動率和合約凈調整率兩個指標分別管理合約調整對輸電側和用電側的影響，建模點對網和網對網兩類輸電模式與多省、多品種合約的耦合關系；接著構建求解方法，將發電計劃調整模型轉化為SAA模型，并迭代調整SAA模型的風險水平，進行求解驗證；最后得到梯級水電的合約調整方案。應用本發明可有效解決合約調整難題，所提供的求解方法可在保證求解精度的基礎上，加快獲得高置信度的可行解。

本發明授權一種電力市場環境下梯級水電年度發電計劃月前調整方法在權利要求書中公布了：1.一種電力市場環境下梯級水電年度發電計劃月前調整方法，其特征在于，所述的月前調整方法包括：首先構建發電計劃調整模型，建模水力發電、省間輸電和省份用電的利益和運行需求，引入機會約束以刻畫徑流不確定性導致水電站水位越限的風險，構建線路擾動率和合約凈調整率兩個指標分別管理合約調整對輸電側和用電側的影響，建模點對網和網對網兩類輸電模式與多省、多品種合約的耦合關系；接著構建γ-SAA求解方法，將發電計劃調整模型轉化為SAA模型，并迭代調整SAA模型的風險水平γ，進行求解驗證；最后得到梯級水電的合約調整方案； 所述的月前調整方法具體包括如下步驟： 步驟1：構建發電計劃調整模型； 步驟1.1：構建發電計劃調整模型的目標函數； 從梯級水電的利益出發，構建以合約調整后梯級水電的總收益最大為目標的目標函數： 式中：U為梯級水電的總收益；和分別為r水電站的蓄能收益和合約收益； 和分別為水電站、用電省份、合約品種和交割時段的集合，其中，合約品種包括優先合約和市場化合約，交割時段以月度為單位，為r水電站及其上游水電站的集合；εr為r水電站的全年平均耗水率；λr，d，v和μr，d，v分別為r水電站d省v合約品種的全年平均電價和送電比例；Vr′，T和Vr′ 分別為r′水電站的期末庫容和死庫容；λr，d，v，t、和pr，d，v，t分別為r水電站d省v合約品種t交割時段的電價、合約調整前電力和調整后電力；Δt為每個交割時段的秒數； 步驟1.2：構建發電計劃調整模型的水力約束； 步驟1.2.1：構建水量平衡方程； 構建水量平衡方程： 式中：Vr，t為r水電站t交割時段末庫容；qr，t、gr，t和分別為r水電站t交割時段區間流量、出庫流量、發電流量和棄水流量；為r水電站直接上游水電站的集合；qk，t為k水電站t交割時段的出庫流量； 步驟1.2.2：構建水位邊界約束； 構建水位庫容關系如式5所示，構建初始水位約束如式6所示，構建物理水位邊界約束如式7所示： 式中：zr，t為r水電站t交割時段末壩上水位，以下簡稱“水位”；為r水電站水位和庫容相關關系，使用分段線性插值構造此函數；zr，0和分別為r水電站的初始水位及其實際值；和分別為r水電站t交割時段末的物理水位上下限； 為了控制徑流不確定性導致水電站水位越限的風險，構建控制水位邊界約束如式8所示，將違反控制水位邊界的風險建模為機會約束，確保水位以一定概率水平處于預設的安全范圍； 式中，和Zr，t 分別為r水電站t交割時段末的控制水位上下限；α為機會約束的風險水平；Pr*為概率； 發電計劃調整模型的隨機變量為qr，t、Vr，t和zr，t，它們互為隱函數，為保障梯級水電的蓄水安全，將期末庫容Vr，T定義為確定性變量； 步驟1.2.3：構建發電函數和出力邊界約束； 構建發電函數如式9所示，構建出力邊界約束如式10所示： 式中：pr，t為r水電站t交割時段的發電出力；cr，t為r水電站t交割時段的平均耗水率；和分別為r水電站的出力上下限； 步驟1.2.4：構建流量邊界約束； 構建流量邊界約束： 式中：和分別為r水電站t交割時段的出庫流量上下限；和分別為r水電站t交割時段的發電流量上下限； 步驟1.3：構建發電計劃調整模型的電力約束； 步驟1.3.1：構建節點平衡約束； 考慮輸電網絡中每個節點的功率平衡，輸電網絡中節點包括水電站、輸電線路和用電省份，構建節點平衡約束： 式中：為輸電線路的集合，定義l為集合中線路的索引，包括單向線路、雙向線路和其他線路，具體的，將直流線路定義為功率流單向流動的單向線路，將交流線路定義為功率流雙向流動的雙向線路，將電廠送出線定義為其他線路，定義l1、l2和l3分別為單向線路、雙向線路和其他線路的索引；為輸電網絡所有節點的集合，由式16定義，∪為并集符號；n為節點的索引；和分別為向n節點提供輸入功率和輸出功率的節點集合，二者都是集合的子集；當o節點為輸電線路時po，t表示o節點t交割時段的傳輸功率，當o節點為水電站時Po，t表示o節點t交割時段的發電出力，當o節點為用電省份時po，t表示o節點t交割時段的用電功率；式14即表達了每個節點的能量平衡關系； 步驟1.3.2：構建輸電容量約束； 基于梯級水電原始合約對輸電線路的占用情況，構建輸電容量約束： 式中：和分別為梯級水電合約調整前、后對l1單向線路t交割時段的占用功率；和分別為梯級水電合約調整前、后對l2雙向線路t交割時段的正向占用功率；和分別為梯級水電合約調整前、后對l2雙向線路t交割時段的反向占用功率；為梯級水電合約調整后對l3其他線路t交割時段的占用功率；為l3其他線路的傳輸功率上限；和分別為合約調整時l1單向線路t交割時段所有市場主體和非梯級主體的上調容量，和分別為合約調整時l2雙向線路t交割時段所有市場主體和非梯級主體的上調容量；式17、式18和式19分別表達了合約調整時單向線路、雙向線路和其他線路對梯級水電主體的可用輸電容量； 步驟1.3.3：構建線路擾動約束； 為了管理梯級水電合約調整對輸電線路的影響，定義單向線路擾動率如式21所示，定義雙向線路正向擾動率如式22所示，定義雙向線路反向擾動率如式23所示，單向和雙向線路擾動率約束如式24所示，以此確保合約調整前后輸電偏差在省間輸電的可接受范圍； 式中：為梯級水電合約調整前后對l1單向線路t交割時段的擾動率；分別為梯級水電合約調整前后對l2雙向線路t交割時段的正向、反向擾動率；為梯級水電合約調整前后對l1單向線路單交割時段的擾動率上限，為梯級水電合約調整前后對l2雙向線路單交割時段的擾動率上限；為l1單向線路的傳輸功率上限，為l2雙向線路的傳輸功率上限； 步驟1.3.4：構建消納空間約束； 為了確保梯級水電的合約調整結果滿足用電省份的電力消納邊界，構建用電省份消納空間約束： 式中：pd，t表示d省t交割時段的用電功率，和分別表示d省t交割時段對梯級水電消納的上下限； 步驟1.4：構建發電計劃調整模型的市場約束； 步驟1.4.1：構建合約功率匹配約束； 考慮水力發電、省份用電與市場合約的功率匹配，構建水力發電與合約功率匹配約束如式26所示，構建省份用電與合約功率匹配約束如式27所示： 式中：pr，t為r水電站t交割時段的發電出力；pd，t為d省t交割時段的用電功率； 步驟1.4.2：構建合約調整約束； 為了盡量減小梯級水電合約調整對省份供電量的影響，構建合約調整約束如式28-式30所示； 首先定義合約凈調整率如式28所示； 式中：ωd,v,t為d省v合約品種t交割時段的梯級合約凈調整率，v＝1和v＝2即ωd，1，t和ωd，2，t分別表示優先合約和市場化合約下d省t交割時段的梯級合約凈調整率； 由于優先合約的保供作用，構建優先合約調整約束如式29所示，ωd，1，t為0，確保優先合約嚴格執行； ωd，1，t＝029 由于市場化合約的靈活性，構建市場化合約調整約束如式30所示，允許ωd，2，t在用電省份的可接受范圍，確保市場化合約的有效執行； |ωd，2，t|≤δd30 式中：δd為梯級水電合約調整前后對d省單交割時段市場化合約的凈調整率上限； 步驟1.4.3：構建輸電模式約束； 為確保合約調整的可靠性與適用性，考慮點對網和網對網兩類輸電模式與多省、多品種合約的耦合關系，構建點對網輸電模式約束如式31所示，構建網對網輸電模式約束如式32所示，區分l線路的點對網和網對網功率成分，使合約調整結果更符合實際工程情況； 式中：和分別為l線路t交割時段的點對網和網對網功率成分；和分別為與l線路點對網成分相關聯的水電站、省份和合約品種的集合，pl，t為梯級水電合約調整后對l線路t交割時段的占用功率； 步驟2：采用γ-SAA求解方法求解發電計劃調整模型； 步驟1構建的發電計劃調整模型實質上是一個機會約束模型，尚無通用方法可以直接解決，利用γ-SAA求解方法求解發電計劃調整模型，具體步驟如下： 步驟2.1：機會約束確定性轉化； 采用蒙特卡洛模擬將發電計劃調整模型中的隨機變量轉化為離散的徑流場景，以近似隨機變量的概率分布，對于S個獨立同分布的徑流場景，通過SAA方法將機會約束即式8等價轉化為如式33-式35的SAA模型，SAA模型作為一種確定性模型，能夠用求解器直接求解； ρr，t，s∈{0，1}35 式中：ρr，t，s為0-1變量，ρr，t，s＝0表示r水電站t交割時段s場景的水位zr，t，s滿足控制水位約束，ρr，t，s＝1表示zr，t，s違背約束；γ為SAA問題的風險水平； 步驟2.2：求解SAA模型； 在[0，α]中均勻離散H點，得到γ的H個取值，記為γh，h＝1，2，…H；循環求解風險水平γh下的SAA模型，設當前循環次數為m，m的初始值設為1，最大循環次數為M，記第m次求解中SAA模型的最優解和最優值分別為和并將作為發電計劃調整模型的候選解； 步驟2.3：驗證候選解的可行性； 對于候選解定義為破壞機會約束即式8中控制水位邊界的真實概率，計算的1-β置信上界β為驗證的風險水平； 當時，在1-β置信水平下驗證為發電計劃調整模型的可行解；當時，驗證為發電計劃調整模型的不可行解； 步驟2.4：確定風險水平γh下最優值的統計性邊界； 步驟2.4.1：確定下界； 當時，將作為發電計劃調整模型最優值的候選下界，記為當時，不計入候選下界；判斷m是否等于M，如果m＝M，則將風險水平γh下所有候選下界的最大值計為此風險水平下的最終下界，記為并轉到步驟2.4.2；如果m＜M，則返回步驟2.2，令m加1，進行下一次循環求解； 步驟2.4.2：確定上界； 對M個排序，得到則第L個值在1-β置信水平下為發電計劃調整模型最優值的上界，l為滿足式38的最大整數； BL-1；θs,M≤β38 式中：θs表示一個由二項分布的累積分布函數定義的量；符號：＝表示定義關系，意味著θs被明確定義為右側的表達式；符號表示下取整；B*表示二項分布的累積分布函數； 步驟2.5：確定發電計劃調整模型的最終邊界； 判斷h是否等于H，如果h＝H，則將所有風險水平γh下的最大值計為發電計劃調整模型的最終下界，記為將所有風險水平γh下的平均值計為發電計劃調整模型的最終上界，記為并轉到步驟2.6；如果h＜H，則返回步驟2.2，令h加1，m重新設為1，進行下一個風險水平下的SAA模型求解； 步驟2.6：確定最終合約調整方案； 由于最終下界為已知最好的驗證可行解，選取最終下界對應的SAA模型最優解作為最終的合約調整方案。

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