1.一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，包括：基于圣维南非线性双曲偏微分方程组建立流域水系网动态运行模型；

基于流域水系网动态运行模型建立河道湖泊蓄水模型；

基于流域水系网动态运行模型和配电网交流潮流线性化模型建立排灌泵站功率‑流量运行模型以耦合城市配电网和流域水系网运行模型；

利用泰勒展开式构建水位‑功率复合灵敏度矩阵以反映流域水系网各节点水位及流量的变化量与泵站功率增量之间的数学关系；

基于水位‑功率复合灵敏度矩阵的泵站灵活性评估方法以量化泵站负荷的时变可调功率域：获取泵站的时变可调功率域，预估泵站负荷的最大可调功率范围，依次计算水位‑功率复合灵敏度及其修正量，将可调功率域进行修正，直至没有水位越限；

分别构建城市配电网电力能流优化模型与流域水系网水力能流优化模型，结合多维分段线性方法将非凸非线性水力能流优化问题转化为易求解的混合整数线性规划问题；

基于城市配电网和流域水系网运行模型、泵站负荷的时变可调功率域、基于水位‑功率复合灵敏度矩阵的泵站灵活性评估方法、城市配电网电力能流优化模型与流域水系网水力能流优化模型，实施泵站灵活性资源参与的电‑水能流交互式优化，以实现城市配电网与流域水系网灵活性联动运行；

所述获取泵站的时变可调功率域，包括：

将n时刻泵站i的时变可调功率域表示为：

式中， 表示泵站i的运行功率上限， 表示泵站i的运行功率下限； 表示河道i或湖泊i的基准蓄水量； 表示泵站i的基础运行功耗； 为在灵活性供应期间泵站负荷能增加或减少的功率， 为n时刻泵站i的时变可调功率可行域； 表示实数集合； 为湖泊最小容积； 为湖泊最大容积； 为n时刻湖泊基准蓄水量； 为与河道i或湖泊i相连的泵站功率； 为在灵活性供应期间与河道i或湖泊i相连泵站负荷能增加或减少的功率； 为与湖泊i相连泵站的集合； 为与河道i相连泵站的集合； 与河道i或湖泊i相连泵站的集合； 为河道最小蓄水量； 为河道i的最大蓄水量； 为n时刻河道i的基准蓄水量； 为水的密度； 为泵站i的运行效率； 为重力加速度； 为泵站i的最大爬坡功率； 为与河道I相连的泵站水头； 为单个调度时期的时长；

所述预估泵站负荷的最大可调功率范围，包括：

通过基础场景下的流域水系网优化调度得到泵站负荷的基准能耗，并预估泵站负荷的最大可调功率范围；

所述将可调功率域进行修正，直至没有水位越限；

包括：

将柔性排涝泵站负荷的时变可调功率域表示为如下式：

式中， 表示可调功率域上限列向量， 表示可调功率域下限列向量；上限列向量为正值时，表示本时刻增加泵站的功耗抽排雨水；下限列向量为负值时，表示降低泵站功率和在河道或湖泊中存蓄雨水； 为n时刻泵站i的真实时变可调功率可行域； 为n时刻泵站i的近似时变可调功率域； 为忽略高阶项后与真实时变可调功率域的差值；

所述分别构建城市配电网电力能流优化模型与流域水系网水力能流优化模型，结合多维分段线性方法将非凸非线性水力能流优化问题转化为易求解的混合整数线性规划问题，包括：对流域水系网中分散分布的泵站群进行协同滚动优化调度，其中，根据未来时刻降雨预测的不确定性生成多个随机场景，流域水系网水力能流优化目标旨在最小化泵站群运行成本，所述运行成本包括泵站群用电成本及未来场景下泵站群的期望运行成本，且流域水系网水力能流优化模型为：式中， 为n时刻的泵站群运行成本； 为场景s下n时刻的泵站群运行成本；n0为优化起始时刻； 为随机场景总数； 为滚动时间窗口长度； 表示场景 相关发生概率，且满足： ； 为n时刻的配电网的售电电价；

构建配电网电力能流优化模型，以当前时刻运行成本最小为目标，利用泵站负荷的灵活性资源优化电网潮流及各发电机运行功率，其中，所述配电网电力能流优化模型为： (46)

式中，所述运行成本 包括从上级电网购电的费用 ，发电机运行成本 、流域水系网灵活性资源的激励成本 以及售电收益 ， 为n时刻上级电网电价，为n时刻配电网从上级电网的购电量， 为n时刻配电网的灵活性资源激励价格，为发电机g的成本系数， 为n时刻泵站i提供的可调功率域下界， 为n时刻泵站i提供的可调功率域上界， 为引入的辅助变量； 为n时刻配电网制定的泵站i功率调整量；为流域水系网的泵站集合； ，表示配电网的时间节点编号集合； 为发电机集合； 为 时刻分布式发电机g发出的有功功率；为电网母线集合；

为连接在母线j上的泵站集合； 表示母线 上除排水泵站负荷外的有功负荷； 为n时刻泵站的运行状态及功率； 为电网售电价格。

2.根据权利要求1所述的一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，所述基于圣维南非线性双曲偏微分方程组建立流域水系网动态运行模型，包括：通过沿渠道方向的圣维南非线性双曲偏微分方程组刻画河道水位和流量水力状态，以得到质量守恒方程（1）和动量守恒方程（2），其中，所述质量守恒方程（1）为：（1）

所述动量守恒方程（2）为：

 （2）

其中，所述动量守恒方程（2）满足：

（3）

式中，为时间； 为沿河道轴向坐标； 为流量； 为水流横截面积； 为降雨强度； 为河道水位；  为河床坡度； 为河道摩阻； 为曼宁系数；为河道湿周；

为降雨强度。

3.根据权利要求2所述的一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，所述通过沿渠道方向的圣维南非线性双曲偏微分方程组刻画河道水位和流量水力状态，以得到质量守恒方程（1）和动量守恒方程（2），之后还包括：将所述质量守恒方程（1）简化为：

（4）

将所述动量守恒方程（2）简化为：

（5）

式中，H为河流深度，为河流宽度，A为河流横截面积，且有 ，且满足 ，V表示河道水流速度，为河道湿周，且满足 ，q表示河道单位宽度的流量，且满足，为河道流量；

采用Preissmann四点隐式格式得到圣维南非线性双曲偏微分方程组的近似离散形式；

将连续时空域 以空间步长 和时间步长 划分为均匀矩形网格，其中，L为河道长度，T为时间范围上界，矩形网格上各点的编号为(j, n)，n为时间节点编号，j为空间节点编号， ，且 表示时间节点编号集合，，且 表示空间节点编号集合，且满足：  ；

将公式（4）和公式（5）在时间和空间上离散，以得到如下代数方程：式中， 表示权重系数，用来确保无条件稳定， 的取值范围为 ，当 时，Preissmann四点隐式格式为无条件稳定； 为空间节点j+1及时间节点n+1处的河道水位；

为空间节点j及时间节点n+1处的河道水位； 为空间节点j+1及时间节点n+1处的河道单位宽度流量； 为空间节点j及时间节点n+1处的河道单位宽度流量； 为空间节点j及时间节点n处的河道单位宽度流量； 为空间节点j+1及时间节点n+1处的河道降雨强度； 为空间节点j及时间节点n+1处的河道降雨强度； 为空间节点j+1及时间节点n+1处的根据公式(8) 定义的I值； 为空间节点j及时间节点n+1处的根据公式(9) 定义的R值； 为空间节点j及时间节点n处的河道宽度；

对流域水系网内的每条河道实施公式(6)‑公式(9)表示的时空离散过程；

确定一组初始条件和边界条件以保证时空离散的代数方程组的封闭性和解唯一性；

其中，通过水文站观测到初始时段的河道水位和流速分布：河道上下游边界条件如下所示：

 （12）

式中， 表示河道I在空间节点j及时间节点n的水位， 表示河道I在空间节点j及时间节点n的流量； 表示河道I在空间节点j的初始水位； 表示河道I在空间节点j的初始流量； 为河道集合； 为河道I在沿渠道方向x处给定的初始水位， 为河道I在沿渠道方向x处给定的初始流量； 为河道I的上边界条件， 为河道I的下游边界条件，，且 为河道I的空间节点编号集合， 为河道I的空间节点编号最大值；

将河道的流量和水位限制在一个预设允许范围内，如下式所示： (13)

式中， 为河道I的河宽， 为河道I的流量的上边界， 为河道I的水位的上边界，为河道I的流量的下边界， 为河道I的水位的下边界；

其中，在河道水流交汇节点z处，所有河道的水位均相等，即满足如下公式： (14)

根据质量守恒定理得到节点流入量等于节点流出量，即满足如下公式： (15)

式中，Z为流域水系网的交汇点集合； 表示水流流入交汇节点z的河道集合， 表示水流流出交汇节点z的河道集合； 为n时刻泵站k的流量； 为连接在交汇点z的泵站集合； 为给定值， 表示n时刻泵站k抽水， 表示n时刻泵站k排水；

m为河道编号索引；Z为流域水系网的交汇点集合； 为n时刻河道m下游端的单位宽度流量，也即河道m在空间节点Jm及时间节点n处的单位宽度流量； 为河道m的河宽； 为河道i的河宽； 为n时刻河道i上游端的单位宽度流量。

4.根据权利要求3所述的一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，所述基于流域水系网动态运行模型建立河道湖泊蓄水模型，包括：将n时刻河道I的蓄水体积 表示为：

 (16)

其中，河道蓄水状态应限制在预设范围内，故满足：

 (17)

式中， 表示河道I在空间节点j及时间节点n的水位； 为河道I的河宽； 为河道I的最小蓄水体积， 为河道I的最大蓄水体积； 为河道I的最大空间节点编号；

获取每时段湖泊 排水量和水位的关系式：

 (18)

获取湖泊 的当前容积关系：

 (19)

获取湖泊安全运行约束关系：

 (20)

式中， 为湖泊 的面积； 为n时刻湖泊 的水位； 表示湖泊 的径流系数；

为湖泊 的集水面积； 为n时刻湖泊k的蓄水量； 为湖泊 蓄水量的下限，和为湖泊 蓄水量的上限； 为湖泊集合； 表示与湖泊 相连接的泵站集合； 为n时刻泵站i的流量； 为n时刻湖泊k位置处的降雨强度； 为n时刻泵站i的运行状态。

5.根据权利要求4所述的一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，所述基于流域水系网动态运行模型和配电网交流潮流线性化模型建立排灌泵站功率‑流量运行模型以耦合城市配电网和流域水系网运行模型，包括：基于流域水系网动态运行模型建立配电网交流潮流线性化模型以表征电网线路功率运行约束、发电机运行约束和节点有功平衡运行约束，其中，支路 的有功潮流为：

 (21)

支路 的有功潮流为：

 (22)

式中， 表示线路 的电阻， 表示线路 的电抗； 表示由母线 流向到母线 的有功功率， 表示由母线 流向到母线 的无功功率； 为母线 的相角； 为母线 的电压幅值； 为母线 的相角； 为母线 的电压幅值；

其中，支路潮流和电压幅值满足如下安全约束：

式中， 为线路 的容量； 为母线 允许的最小电压， 为母线 允许的最大电压；

获取分布式发电机的输出功率限制：

 (25)

获取分布式发电机的爬坡限制：

 (26)

获取分布式发电机的容量限制：

 (27)

获取节点功率平衡公式：

式中，  为 时刻分布式发电机g发出的无功功率； 表示分布式发电机g的输出功率的允许上界， 表示分布式发电机g的输出功率的允许下界 表示分布式发电机g的爬坡率的允许上界，和 表示分布式发电机g的爬坡率的允许下界； 为连接电网母线j的发电机集合；  表示功率流入母线j的线路集合； 表示功率流出母线j的线路集合；  分别表示母线j上除排水泵站负荷外的无功负荷； 为配电网对于泵站p的灵活性功率利用量； 为分布式发电机g的最大容量约束； 为n时刻电网线路jk上传输的有功功率； 为n时刻电网线路ij上传输的无功功率； 为n时刻泵站p的有功负荷；

为n时刻电网线路ij上传输的有功功率。

6.根据权利要求5所述的一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，所述基于流域水系网动态运行模型和配电网交流潮流线性化模型建立排灌泵站功率‑流量运行模型以耦合城市配电网和流域水系网运行模型，还包括：获取河道和湖泊节点泵站的功率‑流量关系：

 (30)

获取泵站运行功率限制公式：

获取泵站无功功率需求约束：

 (33)

式中， 为泵站i的耗电功率； 为泵站i的无功功率需求；  表示泵站i的水头； 为泵站i的最小流量， 为泵站i的最大流量； 为泵站i的功率因数。

7.根据权利要求6所述的一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，所述利用泰勒展开式构建水位‑功率复合灵敏度矩阵以反映流域水系网各节点水位及流量的变化量与泵站功率增量之间的数学关系，包括：将公式（6）和公式（7）扩展为：

 (34)

式中， 为定义的函数统称， 的下标1和2表示选用 或 ， 表示n时刻调整泵站功率后节点j处水位的变化量； 为河道在空间节点j及时间节点n的水位， 表示n时刻调整泵站功率后节点j处流量的变化量； 为河道在空间节点j及时间节点n的流量；

获取n时刻单一河道在不同扰动下的灵敏度矩阵：

 (35)

式中，为灵敏度系数矩阵； 表示节点水位和流量的变化量矩阵， 和 中元素值为常数，且矩阵 中的元素值分别等于水位和流量在n时刻的偏导值，的元素为函数f1及f2时空差分结果与 的乘积；a0、b0和F1由上游边界条件决定，c2J、d2J和F2J由下游边界条件决定；

其中，所述元素值由如下公式得到：

 (36)

根据公式（37）和公式（38）得到泵站运行功率灵敏度与其所在河道节点流量灵敏度的关系，其中，公式（37）为： (37)

公式（38）为：

 (38)

式中，PI为与河道I相连的泵站编号； 表示 或 对 的偏导数， 表示n时刻与河道I相连的泵站功率， 表示n时刻与河道I相连的泵站流量，  为与河道I相连的泵站效率；

将所述公式（37）和所述公式（38）代入所述灵敏度矩阵，以将灵敏度系数矩阵 扩展为矩阵 ，从而将单一河道的水位‑功率复合灵敏度矩阵表示为： (39)

式中， 为河道I的灵敏度系数扩展矩阵； 为河道I的节点水位和流量的变化量扩展矩阵，当前时刻的常数矩阵，的元素为函数f1及f2时空差分结果与 的乘积；

表示位于河道I上游的泵站功率增量， 表示位于河道I下游的泵站功率增量；

； 表示位于河道I上游的

泵站流量； 表示位于河道I下游的泵站流量； 表示位于河道I上游的泵站功率；

表示位于河道I下游的泵站流量；

将流域水系网内所有河道的灵敏度矩阵进行组合，得到流域水系网的水位‑功率复合灵敏度矩阵： (40)

式中， 为河道I的灵敏度系数扩展矩阵； 为河道I的 ，表示节点水位和流量的变化量扩展矩阵； 为河道I的F矩阵；I*为流域水系网的总河道数。

8.根据权利要求7所述的一种城市配电网与流域水系网灵活性联动运行方法，其特征在于，所述基于城市配电网和流域水系网运行模型、泵站负荷的时变可调功率域、城市配电网电力能流优化模型与流域水系网水力能流优化模型，实施泵站灵活性资源参与的电‑水能流交互式优化，以实现城市配电网与流域水系网灵活性联动运行，包括：对城市配电网和流域水系网运行模型进行初始化设置：令当前调度时刻n=1，调度周期为24h，将各河道的 设置为100m，将各河道的 统一设置为1h；

于城市配电网和流域水系网运行模型输入参数，其中，所述参数包括：流域水系网拓扑信息、各河道宽度 和长度 ，n‑1时刻流域水系网各河道的节点水位 和流量 、n‑1时刻泵站的运行状态及功率 、配电网拓扑信息、各节点负荷信息和配电网内各分布式发电机在n‑1时刻的运行状态及功率，其中， 和 作为流域水系网的初始条件；

基于流域水系网水力能流优化模型，优化当前时刻的泵站运行功率及流域水系网各河道水力能流状态，以得到各泵站当前调度时刻的最优运行功率 ；

基于水位‑功率复合灵敏度矩阵的泵站灵活性评估方法计算各泵站的时变可调灵活功率域 ，并将流域水系网各泵站的 及时变可调灵活功率域传送给配电网；

基于配电网电力能流优化模型，优化计算得到配电网所需的流域水系网各泵站灵活性功率值 ，将其传送至各泵站，并向流域水系网各泵站支付激励费用；

基于流域水系网水力能流优化模型，接收配电网提供的灵活性功率需求量信息 ，将各泵站功率由 调整为  ，以进行流域水系网水力能流计算，从而更新n时刻流域水系网各节点的水位和流量状态信息；

判断所述交互式优化是否结束：令n=n+1，判断是否满足： ，若是，再次执行所述于城市配电网和流域水系网运行模型输入参数，及之后的步骤，若否，结束所述交互式优化。