如果电力系统中没有火电厂,或电力系统的负荷已经在水,火电站间分开(电力市场模式下),水电站系统最优运行仍遵守等相对增率原则.即满足式(13).此时问题可以表述为:已知系统初始库水位和入库径流过程,在满足梯级电站各种约束条件下,求各水电站的出力过程,在梯级电站保证出力最大的条件下发电量最大:

对于独立的水电站梯级系统,仍然可以按上述有变分原则推求的等相对增率原则安排其运行,使得水电站群系统在满足可靠性要求的前提下运行效益最好.但由于水电系统有起自身的特点,如一个水文年可以分为汛期和枯水期.在讯期,当水电站系统天然出力大于系统负荷要求,则要安排系统中某些水库蓄水;在枯水期,当水电站系统天然出力不能满足系统负荷要求,则需要安排系统中某些水库供水.这就产生了如何合理安排水库群系统供,蓄水的问题.对此问题做如下分析:1.供水情况在水电站梯级系统中,当各电站按天然流量出力不能满足电力系统动力平衡要求时,水电站就必须供水.此时,若由某电站供水,理论上则将因上游水位降低而造成后期时段来水不蓄能量的损失.不蓄能量损失的大小取决于天然流量及其分布情况,水库动力特性和水电站动力设备特性.为发出同样的附加电能,各水电站的不蓄能量损失是不同的,于是便产生了应由哪个水电站供水的问题.下面以有n个水电站的组成的梯级系统进行说明.设在时刻这部分附加出力是由自上游起之第级水库单独供水取得,则系统所得附加电能为:

式中为从水库取用的水量,由于这部分水量流经下游水电站时同时发出能量,所以相应的总水头为().设库址处自时刻开始到供水期末天然来水总量为,上游各级水库时刻的有效蓄水量分别为,,水量将通过水头增量增发电能.表示第级水库死库容.这是因为在梯级水库中,上游各库之蓄水量在供水期末将会全部泄放下来.则由于第级水库水头降低引起的能量损失为:则供发单位电能所引起的能量损失为:在满足系统要求的条件下,使梯级系统电能损失最小,无疑是我们追求的目标.因此,供发单位电能所引起的能量损失最小的水库供水是有利的,系统中K值小的水库供水有利.2.蓄水情况水电站系统中各电站按天然流量出力超过电力系统所需要的负荷时,需要蓄水以满足系统的动力平衡要求.设在时刻这部分附加出力是由自上游起之第级水库蓄水满足,则系统减发能量为:由于水库蓄水而导致水头增加,将使系统后期来水的不蓄电能增加.设库址处自时刻开始到供水期末天然来水总量为,上游各级水库时刻蓄水量分别为,,这些水量将通过水头增量增发电能.其中表示第级水库的最大可蓄水量.这是因为,库址处天然来水总量要满足蓄水期末蓄满以上各库库容,而剩余水量供发电之用.因此,提高水头致蓄水期末系统可增发电能为:单位增加电能表达式为:在满足系统要求的条件下,使梯级系统增发电能越多越好.因此,在蓄水期,系统中K值大的水库先蓄水有利.上述方法可称为K判别式法,根据判别式法原则,在蓄水期,由K值大的蓄水有利,在供水期,由K值小的水库供水有利.基于和等相对增率法相同的原因,在实际调度中,并不求方程组的解析解,而是采用和等相对增率法相同的求解过程,来安排纯水电系统的优化运行安排.从以上可以看出,从数学角度用变分原理求得的等相对增率原则和由实际物理角度求得的K判别式原则,有其很大的相通之处.3.判别K法的优点与不足不足:①在推导判别式时(以供水情况为例,蓄水期的情况类似),在计算天然不蓄能量损失时,认为这部分损失值决定于由该时刻到供水期总的天然来水量和由于该时段供水而产生的落差值即但是这种说法是存在问题的,因为本时段供水后水头损失了,而下个计算时段或以后的计算时段,水库根据最优运行要求,可能又蓄水增加了水头,此时,自此时刻起至供水期末的所有天然来水量就并不都因而造成损失.②严格按照判别式规则运行,可能对水电站水库正常运行带来负面的影响.需要采用相关策略对此方法进行改进(水电站水库常规调度图).优点:与其他的从数学优化(DP,POA等)角度出发建立数学模型,指导水电站水库运行方法相比,该方法物理概念明确(水电站水库蓄能特性),应用方便;在具体使用时候,配合运行工作者的实际经验可给出近似正确结果.2100433B