安加拉—葉尼塞河梯級(jí)水電站長(zhǎng)期運(yùn)行工況的優(yōu)化管理

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展,我國(guó)能源結(jié)構(gòu)也隨著不斷變化,水電資源作為一項(xiàng)重要能源,其發(fā)展好壞直接關(guān)系到我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展道路.梯級(jí)水電站作為水電的一種關(guān)鍵形式,必須對(duì)其進(jìn)行發(fā)電優(yōu)化調(diào)度,從而保證水資源得到合理利用.本文主要針對(duì)梯級(jí)水電站的主要特點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展方向,總結(jié)了我國(guó)的一些成果,并深入分析了其運(yùn)行過(guò)程中的主要問(wèn)題,通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn),對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,提出了新的調(diào)度模型.

建立了梯級(jí)水電站中長(zhǎng)期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型,并采用逐步優(yōu)化算法對(duì)其進(jìn)行求解。以金沙江中游梯級(jí)水電站群為例,通過(guò)計(jì)算,得到了合理的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方案。與各水庫(kù)單獨(dú)運(yùn)行對(duì)比,其多年平均發(fā)電量、枯期發(fā)電量及水量利用率均有不同程度的提高。該結(jié)果表明此方法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中切實(shí)有效,也為梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行提供了一種可行的途徑。

以發(fā)電效益最大為目標(biāo)建立了基于發(fā)電權(quán)交易的梯級(jí)水電站中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型,并以清江梯級(jí)水電站為例,運(yùn)用三角旋回算法分別對(duì)豐水年、枯水年進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,取得了較好的效果.與傳統(tǒng)的以發(fā)電總量最大為目標(biāo)的調(diào)度方法相比,該調(diào)度方式可以實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水電站發(fā)電總效益最大,增加發(fā)電總效益.還具體分析了這兩種調(diào)度過(guò)程,并給出了基于發(fā)電權(quán)交易下的梯級(jí)水電站調(diào)度模型能有更好的收益的原因,即避免了與他人分享屬于自己的合約電量效益,抓住了轉(zhuǎn)讓發(fā)電權(quán)與受讓發(fā)電權(quán)價(jià)格的差異,合理調(diào)配了水資源.

以強(qiáng)迫棄水和有益棄水的混合棄水策略為基礎(chǔ),將梯級(jí)水電站看作一個(gè)整體,建立蘊(yùn)涵末級(jí)水電站棄水電量最小、水力資源電站間分配時(shí)的發(fā)電量增益最大和水電站總發(fā)電量最大的梯級(jí)水電站水庫(kù)蓄能利用最大化長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型。構(gòu)建了描述蓄水量、發(fā)電引用流量、棄水流量、水庫(kù)前池水位和放水路水位之間關(guān)系的水電站水頭特性詳細(xì)數(shù)學(xué)模型?；谶f歸思想,建立以棄水流量和發(fā)電引用流量表示的水庫(kù)蓄水量表達(dá)式。針對(duì)日調(diào)節(jié)水電站在長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度中的特殊性,采用比例放大策略,建立了水庫(kù)的等效庫(kù)容約束條件。以一個(gè)三級(jí)水電站為例進(jìn)行仿真分析,以混合棄水策略為基礎(chǔ)的水庫(kù)蓄能利用最大化優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型可以提高約4%的綜合發(fā)電量,表明了有益棄水策略在合理分配水力資源和提高電站綜合發(fā)電效益方面的有效性。

根據(jù)梯級(jí)水電站水庫(kù)來(lái)水特點(diǎn)和運(yùn)行特點(diǎn),提出一種在一年中從汛期和非汛期兩個(gè)時(shí)間段分別建立不同的多目標(biāo)長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型,采用線性加權(quán)法和外點(diǎn)罰函數(shù)法將含約束條件多目標(biāo)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束單目標(biāo)問(wèn)題,應(yīng)用粒子群算法(pso)進(jìn)行求解.算例表明了該模型的正確性和求解方法的可行性,為梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度提供了一種更全面、具體的模型.

在實(shí)行分時(shí)電價(jià)政策的背景下,為指導(dǎo)梯級(jí)水電站群聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行,本文建立了以梯級(jí)年最大發(fā)電收益和可靠出力最大化為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。實(shí)際運(yùn)行中,常將可靠出力最大化這一目標(biāo)轉(zhuǎn)化為梯級(jí)可靠出力約束,采用傳統(tǒng)poa求解將會(huì)出現(xiàn)維數(shù)災(zāi)的問(wèn)題,很難求解,本文提出一種poa改進(jìn)算法用于上述模型求解。使用雅礱江梯級(jí)水電站的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明,算法計(jì)算速度快,收斂效果好,能夠得到滿(mǎn)意的優(yōu)化結(jié)果。

以金沙江干流梯級(jí)水電站水庫(kù)群為研究對(duì)象,建立了金沙江梯級(jí)水電站水庫(kù)群兼顧保證出力要求的以發(fā)電量最大為目標(biāo)的長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型;考慮水電系統(tǒng)的調(diào)峰要求,建立了金沙江梯級(jí)發(fā)電量最大長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型。均用逐次逼近動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解,結(jié)果表明,調(diào)峰系數(shù)不同對(duì)梯級(jí)水電站發(fā)電效益及運(yùn)行方式有明顯影響。

為定量分析、比較不同電價(jià)政策下流域梯級(jí)水電站群運(yùn)營(yíng)特點(diǎn),結(jié)合發(fā)電側(cè)市場(chǎng)開(kāi)放后梯級(jí)水電站群發(fā)電計(jì)劃制定的實(shí)際,考慮不同電價(jià)政策,以水電站群發(fā)電收益最大為目標(biāo),建立了長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型,并采用粒子群算法求解模型。以我國(guó)西南某流域梯級(jí)電站群為例,探討了不同電價(jià)政策對(duì)梯級(jí)電站群優(yōu)化調(diào)度的影響。

溪洛渡、向家壩、三峽組成梯級(jí)水電站群,在建立中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型時(shí)不僅需要考慮各水電站間存在的電力、水力聯(lián)系,還要考慮水庫(kù)的防洪、航運(yùn)等綜合任務(wù)。提出了適合溪洛渡—向家壩—三峽梯級(jí)水電站的中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型,并采用引入罰函數(shù)的逐步優(yōu)化算法(poa)對(duì)模型進(jìn)行有效求解。求解模型時(shí)考慮了各種約束,求解結(jié)果表明,收斂效果好,能夠得到滿(mǎn)意的優(yōu)化結(jié)果。

提出一種應(yīng)用搜索法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水電站日經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型和算法。它既可用于實(shí)時(shí)的梯級(jí)水電站發(fā)電控制，又可用于控制梯級(jí)水電站日發(fā)電計(jì)劃。本數(shù)學(xué)模型和算法理論上嚴(yán)謹(jǐn)、計(jì)算時(shí)間比較短，能滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)行的需求，此模型和算法應(yīng)用于東江梯級(jí)電站、仿真計(jì)算的結(jié)果比較滿(mǎn)意。

水力發(fā)電是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)在發(fā)展過(guò)程中必不可少的重要組成部分,水力發(fā)電不僅會(huì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定的推動(dòng)和促進(jìn)作用,而且還能夠從根本上為現(xiàn)代人的日常生活提供有效保障。在這一背景下,文章針對(duì)梯級(jí)水電站實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的具體措施進(jìn)行深入分析,為我國(guó)水利發(fā)電工程的未來(lái)可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

水是一種綠色可再生能源，隨著我國(guó)電力市場(chǎng)的發(fā)展與完善，水電站的優(yōu)化調(diào)度成為保障電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要技術(shù)工作。梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度控制問(wèn)題比較復(fù)雜，尤其是二級(jí)以上具有較大調(diào)節(jié)水庫(kù)的梯級(jí)水電站的優(yōu)化調(diào)度其難度更大，受到相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文就梯級(jí)水電站實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

水是一種綠色可再生能源，隨著我國(guó)電力市場(chǎng)的發(fā)展與完善，水電站的優(yōu)化調(diào)度成為保障電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要技術(shù)工作。梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度控制問(wèn)題比較復(fù)雜，尤其是二級(jí)以上具有較大調(diào)節(jié)水庫(kù)的梯級(jí)水電站的優(yōu)化調(diào)度其難度更大，受到相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文就梯級(jí)水電站實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

針對(duì)傳統(tǒng)優(yōu)化算法在求解高維、復(fù)雜梯級(jí)水電站發(fā)電調(diào)度時(shí)易出現(xiàn)“維數(shù)災(zāi)”，或陷入局部最優(yōu)解的缺陷，本文提出了免疫蛙跳算法（isfla）。該算法將克隆選擇算法嵌入到混洗蛙跳算法框架中，對(duì)混合之后的蛙群構(gòu)造子群體執(zhí)行免疫克隆選擇操作，同時(shí)使用改進(jìn)的最差解更新方式提高其局部搜索能力。應(yīng)用實(shí)踐表明，通過(guò)將isfla與標(biāo)準(zhǔn)混洗蛙跳算法、粒子群算法以及逐步優(yōu)化方法對(duì)比，isfla在求解梯級(jí)水電站發(fā)電優(yōu)化問(wèn)題時(shí)具有明顯的優(yōu)越性。

第ll卷第i期 1992年3月 紅水河 h0ngshuihe vol1lno．i (totalno32) f]一fj西津水電站長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式初探 六榮弋i{1／ ‘———一‘vl，j (廣西電力工業(yè)局中心調(diào)度所) 摘要本文應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法對(duì)西滓水電站3~bjq拈水季向豐水季過(guò)廈關(guān)鍵時(shí)期．選取發(fā)生可船性 最大的正常來(lái)承和推遲來(lái)承兩種典型人流過(guò)程，進(jìn)行大量水能調(diào)節(jié)計(jì)算，繪制出該電站在這一時(shí)期 的無(wú)徑藏預(yù)報(bào)條件下的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度圖，作為電同及水電站訶度運(yùn)行人員具體控制運(yùn)用的輔助工 具．經(jīng)計(jì)算按此長(zhǎng)期經(jīng)擠運(yùn)行詞度圖對(duì)西津水電站進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用．每年至少可多獲得約3由勻發(fā) 電量．經(jīng)濟(jì)效益顯著． 美鍵詞水電站運(yùn)行方式訶度圖71l l——一一、——一f i 1問(wèn)題的提出2長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的制定 裝機(jī)2

梯級(jí)水電站聯(lián)合發(fā)電調(diào)度的優(yōu)化模型的確定在整個(gè)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行中起著非常重要的作用。文中提出一種新的梯級(jí)水電站群聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度的調(diào)度準(zhǔn)則——以單位水體發(fā)電電價(jià)最高優(yōu)先發(fā)電,在此基礎(chǔ)上建立梯級(jí)水電站群聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度模型及其評(píng)價(jià)方法。首先建立基于四層水體的水庫(kù)能的水電站發(fā)電模型,在此基礎(chǔ)上提出單位水體發(fā)電電價(jià)的概念。建立優(yōu)化調(diào)度模型時(shí),將電力系統(tǒng)中的負(fù)荷變化和在電力市場(chǎng)機(jī)制下分時(shí)上網(wǎng)電價(jià)的影響因素考慮在內(nèi)。該模型能較為客觀地反映梯級(jí)水電站運(yùn)行情況,能給系統(tǒng)調(diào)度員做出最佳調(diào)度決策提供一定的依據(jù)。優(yōu)化仿真計(jì)算結(jié)果證明該調(diào)度準(zhǔn)則具有可行性和適用性。

隨著社會(huì)的發(fā)展,越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注域梯級(jí)水電站集控的運(yùn)行效益。然而從現(xiàn)有的研究成果來(lái)看,多數(shù)研究者關(guān)注的是水量利用效率、節(jié)水增發(fā)電等指標(biāo),很少關(guān)注運(yùn)行效益。本文從流域梯級(jí)水電站集控運(yùn)行的實(shí)質(zhì)入手,介紹了其運(yùn)行體系,并對(duì)運(yùn)行效益展開(kāi)分析。

通過(guò)對(duì)田灣河流域梯級(jí)水電站運(yùn)行特點(diǎn)的分析,指出田灣河實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(edc)的必要性和原則。重點(diǎn)通過(guò)對(duì)自動(dòng)發(fā)電控制(agc)數(shù)學(xué)模型的建立和求解,闡述了田灣河流域梯級(jí)水電站edc技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的可行性。

針對(duì)梯級(jí)水電站中長(zhǎng)期來(lái)水不確定性的問(wèn)題,依據(jù)長(zhǎng)系列確定來(lái)水情況下的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果,建立門(mén)限回歸、最近鄰抽樣回歸和bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度函數(shù)模型,模擬大渡河中下游梯級(jí)水電站的聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行,將各模型的模擬優(yōu)化調(diào)度結(jié)果與來(lái)水確定下的最優(yōu)運(yùn)行水位進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度函數(shù)模型能夠更好的模擬梯級(jí)水電站運(yùn)行,對(duì)梯級(jí)水電站的實(shí)際優(yōu)化運(yùn)行具有參考意義。

本文首先從目標(biāo)函數(shù)和約束條件兩個(gè)方面,介紹了梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度的各類(lèi)數(shù)學(xué)模型.然后對(duì)目前研究比較廣泛的各類(lèi)優(yōu)化算法進(jìn)行了綜述.最后指出隨著水電能源的開(kāi)發(fā),梯級(jí)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度下一步可能的發(fā)展方向.

介紹了目前國(guó)內(nèi)對(duì)于梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的研究和實(shí)踐現(xiàn)狀,重點(diǎn)研究了優(yōu)化調(diào)度模型的建立和優(yōu)化算法。

宏觀視角下的流域梯級(jí)水電站聯(lián)合調(diào)度金沙江區(qū)域梯級(jí)水電站邁入\"調(diào)控一體化\"時(shí)代長(zhǎng)江上游大型水電站群聯(lián)合調(diào)度發(fā)展戰(zhàn)略流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的必要性及對(duì)節(jié)能減排的作用氣候變化條件下的三峽梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度長(zhǎng)江上游大型水電站群聯(lián)合調(diào)度關(guān)鍵科技問(wèn)題探討