时间尺度对梯级水电站发电调度建模准确度影响

利用变尺度混沌优化算法(mutativescalechaosoptimizationalgorithm,mscoa)对梯级水电站水库调度问题进行优化调度。主要思想是利用混沌运动的随机性,由logistic方程随机生成混沌序列;将其载波到包含水电站目标函数可行域s的一个区域;利用随机性、遍历性和规律性,不断缩小优化变量的搜索空间和提高搜索精度进行全局寻优,从中搜索属于可行域s的解;同时在搜索中引入解向量优选,将解向量中那些接近全局最优解的分量找出,构成一个新的向量,代入目标函数中进行计算,从而找出全局最优解,最终求出水电站水库发电调度的最优调度线。实例计算结果表明,算法可以求解具有复杂约束条件的非线性梯级水电站水库优化调度问题。算法求解精度高,具有较大的实用价值,为求解梯级水电站水库优化调度问题提供了一种有效算法。

满发流量是水电站规划设计的重要参数,但其对梯级水电站发电量的影响却鲜有研究。以串联型梯级水电站为例,构建了梯级水电系统的数学模型和约束条件,给出了梯级水电系统的调度策略,通过实例仿真得出满发流量与梯级水电站发电量之间的关系曲线。结果表明,上级水电站的满发流量对下级水电站发电量的影响很小,梯级水电站的发电量主要受本级电站满发流量的影响。各级水电站的满发流量与其发电量之间的关系曲线态势相似,都存在一个峰值点。

随着我国节能发电调度政策的逐步实施,梯级水电站在新的调度方式下如何优化运行已成为当前重要的研究课题。以总蓄能耗用最小为目标,研究了梯级水电站节能运行的短期优化调度模型,采用退火遗传算法进行求解,并对火溪河梯级水电站进行了实例计算。结果表明,该短期优化调度模型能够提高梯级水电站水能利用率,适应节能发电调度的要求。

流域集控中心负责对梯级各水电站的统一调度管理,打破了原有单站式的调度运行模式。流域集控中心取得梯级发电调度权之后,为保证电网安全稳定运行和节能发电调度工作的顺利实施,提出了节能发电调度单站排序规则下的梯级水电站若干调度方案,指出:应考虑河川径流年内来水特性、水库综合运用方式、电力负荷需求、社会效益等因素,针对流域梯级水电站自身特点,结合电网安全约束、临时调度调整、机组启停损耗、防洪、生态用水等限制条件,选择集控中心模式下具有可操作性和指导性的流域梯级水电站节能发电调度实施方案。

分析研究了梯级电站长期发电优化调度的理论与方法，针对传统遗传算法应用于梯级电站长期发电优化调度问题时存在的缺陷，如传统遗传算法用于求解梯级电站优化调度问题时，存在随机种群可行率难以控制；遗传操作过程中可能破坏较优个体；易”早熟”等问题，提出一种改进的遗传算法，即在产生随机种群和变异过程中提出考虑连续阶段约束，对个体的可行性进行检验、修正和保护；通过优化设计变量在各次计算中产生联系，实现算法的逐步寻优，避免算法的”早熟”。通过实例仿真分析，验证了改进算法的可行性和优越性。

通过对西江干流红水河天峨、迁江站1971—2007年的257场实测同场场次洪水进行整理统计,结合红水河干流一维河网水动力模型对红水河天峨—岩滩河段洪水演进进行模拟,详细分析该河段主要大型水电站岩滩修建前后的洪峰传播时间变化特点,对比发现:1建库后洪峰传播时间有缩短趋势;2建库前后洪峰传播时间随洪峰量级的变化趋势不同,对于较小量级洪水(qp=50%),建库前后洪峰平均传播时间相差不大;3建库后各量级洪水洪峰传播时间变化幅度减小。研究成果可为西江流域防洪或生态调度提供参考依据,也可为其他相似问题提供借鉴。

通过对西江干流红水河天峨、迁江站1971—2007年的257场实测同场场次洪水进行整理统计,结合红水河干流一维河网水动力模型对红水河天峨—岩滩河段洪水演进进行模拟,详细分析该河段主要大型水电站岩滩修建前后的洪峰传播时间变化特点,对比发现:1建库后洪峰传播时间有缩短趋势;2建库前后洪峰传播时间随洪峰量级的变化趋势不同,对于较小量级洪水(qp=50%),建库前后洪峰平均传播时间相差不大;3建库后各量级洪水洪峰传播时间变化幅度减小。研究成果可为西江流域防洪或生态调度提供参考依据,也可为其他相似问题提供借鉴。

随着昌马水库2002年10月下闸蓄水,修建在疏勒河昌马旧总干渠梯级各水电站发挥了最大效益。由于疏勒河总干渠主要承担昌马、双塔和花海三大灌区的输水任务,修建在疏勒河旧总干渠的16座梯级小水电站发电引水造成水位不稳,出现了发

在由\"龙头\"水库与若干日调节或无调节水电站组成的梯级水电中,枯水期末和汛期洪水间隔阶段,\"龙头\"水库根据下游电站区间来水情况,在正常发电流量外实施小流量泄流补偿,不仅可以提高\"龙头\"水库的防洪安全性、减少无益弃水,而且可以给下游电站提供更多的发电水量,改善机组的运行效率。文中建立了梯级水电站实时发电补偿调度风险分析模式,提出了梯级水电站实时补偿增益的计算方法、\"龙头\"水库不同补偿方案下风险的定量化方法以及基于期望增益最大的补偿方案选择方法。实例研究表明所提出的方法是合理、有效的,具有较好的辅助决策价值。

为保证电力市场运行的有序性、电力供应和电价的稳定性，国家积极组织发电公司与电网之间签订电力合约。当梯级水电站与电网签订年度电力合约后，电网通过预测用户用电需求，年初时，确定各电站在各月份担任的负荷任务，而水电站的来水具有很大的随机性，导致出力受其影响较大的水电站在履行电网分配的任务时可能存在风险。优化发电资源配置、提高系统的运行安全是电力市场改革的重要目标。分析了梯级水电站多目标发电优化调度的相关内容。

以发电量和保证出力为目标建立梯级水电站的多目标发电优化调度模型,对三峡梯级中长期发电优化调度进行研究。针对传统方法求解多目标优化问题的局限,提出一种强度pareto差分进化算法(strengthparetodifferenti-alevolution,spde)用于求解梯级水电站的多目标发电优化调度问题。spde以差分进化算法(differentialevolution,de)为基础,采用spea2的适应度评价方法,并根据多目标优化的特点对de的进化算子进行修正。同时,提出一种自适应柯西变异策略(adaptivecauchymutation,acm)用于克服算法的早熟收敛问题。三峡梯级水电站实例研究结果表明,spde可同时考虑两个目标并有效处理复杂约束条件,一次运行即可得到一组在各目标分布均匀、分布范围广的非劣调度方案供决策者评价优选。

将蚁群优化算法用于求解分时电价下梯级水电站间短期优化调度模型,考虑市场竞争下的电价和电量、水库存水价值、水流时滞以及设备折旧等因素,建立了利益最大化为优化准则的短期优化调度模型.给出了蚁群算法求解梯级短期优化调度模型的数学描述及算法的求解步骤.最后以某梯级流域中三个水电站的相关数据建立了相应的优化调度模型,运用蚁群算法进行了计算仿真,并与传统的动态规划法进行对比.仿真结果证实了所采用算法的有效性和可行性.

本文首先从目标函数和约束条件两个方面,介绍了梯级水电站优化调度的各类数学模型.然后对目前研究比较广泛的各类优化算法进行了综述.最后指出随着水电能源的开发,梯级水库优化调度下一步可能的发展方向.

随着经济社会不断发展,我国能源结构也随着不断变化,水电资源作为一项重要能源,其发展好坏直接关系到我国的可持续发展道路.梯级水电站作为水电的一种关键形式,必须对其进行发电优化调度,从而保证水资源得到合理利用.本文主要针对梯级水电站的主要特点和未来发展方向,总结了我国的一些成果,并深入分析了其运行过程中的主要问题,通过对模型进行改进,对其进行优化调度,提出了新的调度模型.

介绍了目前国内对于梯级水电站优化调度问题的研究和实践现状,重点研究了优化调度模型的建立和优化算法。

宏观视角下的流域梯级水电站联合调度金沙江区域梯级水电站迈入\"调控一体化\"时代长江上游大型水电站群联合调度发展战略流域梯级水电站联合优化调度的必要性及对节能减排的作用气候变化条件下的三峡梯级水库调度长江上游大型水电站群联合调度关键科技问题探讨

建立了梯级水电站短期周优化调度的梯级蓄能最大模型,在此基础上采用动态搜索算法对其进行求解。通过严密的理论推导和详尽的实例分析探讨了流域梯级电站负荷最优分配规律。梯级电站负荷最优分配主要由梯级水库的区间入流关系和水库特性决定,其结论可指导流域梯级电站优化运行,为集控中心调度和指导实际应用提供参考。调度决策者尚需根据本文的研究方法针对本流域和电站的特性制定符合自身的最优调度规则。

遗传算法是一种简单、适用的搜索方法,经常用于解决非线性复杂的问题。水库群的最优调度问题,就是利用搜索算法根据水库群进出水和综合利用情况,把水电站水库看作一个系统,把系统的各元素,输入/输出参数等简化和假设后建立简化通用的数学模型,用搜索算法对该数学模型进行优化仿真,得出最优解。

在市场环境中系统电价和负荷一定的情况下,将效益最大化作为系统优化准则,运用水资源价值系数、设备运行费、折旧费及其他费用等成本因素,建立分时电价梯级水电站短期优化调度模型;构造了求解该模型的层结构蚁群算法,采用启发式规则解决解的多样性和机组启停问题,采用精英策略节约计算内存和优化时间。最后,运用我国西南地区某梯级流域中三个连续水电站的数据建立了调度模型并运用层结构算法进行仿真;并从理论方面分析了仿真结果中的每一个变化,对精英区大小的选择作了讨论,分析表明仿真结果与理论分析保持一致,说明建立的模型是合理的,提出的方法是可行而有效的。

针对梯级水电站来水量的不确定性,建立了计及来水量不确定性的梯级水电站调峰调度模型。采用区间数来描述来水量的不确定性,并借鉴联系数理论,确定区间数之间的排序关系,从而将模型中带有区间数的约束条件进行清晰化处理,使不确定的优化问题得以用确定的优化方法来求解;通过算例分析验证了所提模型和方法的有效性。

介绍分析梯级电厂水电联合调度的技术和策略,以及相应的计算机系统的组成原则。

建立了计及径流调节的梯级水电站最大出力模型和计及随机故障的水电机组可用容量概率模型,然后应用时历法进行梯级水电站发电能力的评估,并用一座简单二级水电站做算例分析。所用方法有效地解决了梯级水电站机组出力的水系相关性和随机故障的独立性问题。