一种能应用和提高农村水电站发电效益的动态不确定模型

农村水电是清洁的可再生能源，是农村重要基础设施。农村水电的行业归属是水利部门，农村水电具有公益性，是农村水利建设的有机组成部分。2011年的中央“一号文件”《 关于加快水利改革发展的决定》指出“水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统”， 农村水电的基础性和公益性决定农村水电应该为农村的生态和社会公益服务。同时中央“一号文件”第四条第4点把合理开发水能资源，作为全面加快水利基础设施建设重要目标之一。

据不完全统计，到2010年，全国水电装机容量达到1.9亿千瓦，其中农村水电已经达到5000万千瓦。但是农村水电站的运行状况不容乐观，主要表现在：大量早期建成的水电站设备已经达到或超过折旧年限，管理和运行现代化技术水平总体不高，安全生产隐患突出，早期建成的部分水电项目存在着生态等诸多问题不断暴露。依据中国水利发展“十二五”规划，我国将在“十二五”期间在全国开展农村老水电站的更新改造，形成基于计算机监控的现代农村水电站运行模式。

基于计算机监控的现代农村水电站是动态不确定模型建立的基础，此研究报告刊登于《农村工程学报》2010年第5期，题为“农村水电站电能生产动态不确定性优化调度模型”，第一作者为浙江同济科技职业学院张仁贡副教授、通信作者为浙江工业大学计算机学院王万良教授。该研究为国家自然科学基金资助项目。

农村水电站由于存在模糊动力特性、瞬时给定负荷和不确定检修计划等动态不确定因素，故不能采用确定环境下的全局优化调度模型，针对该问题构架了基于网络控制系统的动态不确定优化调度模型，该模型由环境预测数据库、滚动时窗、时窗优化模件、时窗驱动器、反馈校正器等组成。结合农村水电站电能生产的具体过程对该模型进行软件编制，构建了基于I/O调度触发器的环境预测数据库，设计了混合确定与不确定约束的滚动时窗，研制了按周期滚动优化的时窗优化模件，开发了由定时器和事件驱动器组成的时窗驱动器，形成了具有不确定因素补偿功能的反馈校正器。优化调度运行与实际仅凭经验运行的对比结果表明，该模型可以有效地解决农村水电站电能生产的动态不确定问题，明显地提高了水电站的发电效益。

国内外虽然对大中型水電站有类似的研究，但是这些研究对农村水电站有明显的不适应性。针对农村水电站的该项研究填补了国内空白，同时也很好地与行业接轨。在现实运行中除了模糊动力特性、瞬时给定负荷和不确定检修计划等动态不确定因素外还有很多其他因素存在，因此该项研究需要继续进行。