梯級水電站合約電量調(diào)度風險預警機制研究

在由\"龍頭\"水庫與若干日調(diào)節(jié)或無調(diào)節(jié)水電站組成的梯級水電中,枯水期末和汛期洪水間隔階段,\"龍頭\"水庫根據(jù)下游電站區(qū)間來水情況,在正常發(fā)電流量外實施小流量泄流補償,不僅可以提高\"龍頭\"水庫的防洪安全性、減少無益棄水,而且可以給下游電站提供更多的發(fā)電水量,改善機組的運行效率。文中建立了梯級水電站實時發(fā)電補償調(diào)度風險分析模式,提出了梯級水電站實時補償增益的計算方法、\"龍頭\"水庫不同補償方案下風險的定量化方法以及基于期望增益最大的補償方案選擇方法。實例研究表明所提出的方法是合理、有效的,具有較好的輔助決策價值。

針對傳統(tǒng)優(yōu)化算法在求解高維、復雜梯級水電站發(fā)電調(diào)度時易出現(xiàn)“維數(shù)災”，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，同時使用改進的最差解更新方式提高其局部搜索能力。應(yīng)用實踐表明，通過將isfla與標準混洗蛙跳算法、粒子群算法以及逐步優(yōu)化方法對比，isfla在求解梯級水電站發(fā)電優(yōu)化問題時具有明顯的優(yōu)越性。

本文首先從目標函數(shù)和約束條件兩個方面,介紹了梯級水電站優(yōu)化調(diào)度的各類數(shù)學模型.然后對目前研究比較廣泛的各類優(yōu)化算法進行了綜述.最后指出隨著水電能源的開發(fā),梯級水庫優(yōu)化調(diào)度下一步可能的發(fā)展方向.

隨著經(jīng)濟社會不斷發(fā)展,我國能源結(jié)構(gòu)也隨著不斷變化,水電資源作為一項重要能源,其發(fā)展好壞直接關(guān)系到我國的可持續(xù)發(fā)展道路.梯級水電站作為水電的一種關(guān)鍵形式,必須對其進行發(fā)電優(yōu)化調(diào)度,從而保證水資源得到合理利用.本文主要針對梯級水電站的主要特點和未來發(fā)展方向,總結(jié)了我國的一些成果,并深入分析了其運行過程中的主要問題,通過對模型進行改進,對其進行優(yōu)化調(diào)度,提出了新的調(diào)度模型.

介紹了目前國內(nèi)對于梯級水電站優(yōu)化調(diào)度問題的研究和實踐現(xiàn)狀,重點研究了優(yōu)化調(diào)度模型的建立和優(yōu)化算法。

遺傳算法是一種簡單、適用的搜索方法,經(jīng)常用于解決非線性復雜的問題。水庫群的最優(yōu)調(diào)度問題,就是利用搜索算法根據(jù)水庫群進出水和綜合利用情況,把水電站水庫看作一個系統(tǒng),把系統(tǒng)的各元素,輸入/輸出參數(shù)等簡化和假設(shè)后建立簡化通用的數(shù)學模型,用搜索算法對該數(shù)學模型進行優(yōu)化仿真,得出最優(yōu)解。

在市場環(huán)境中系統(tǒng)電價和負荷一定的情況下,將效益最大化作為系統(tǒng)優(yōu)化準則,運用水資源價值系數(shù)、設(shè)備運行費、折舊費及其他費用等成本因素,建立分時電價梯級水電站短期優(yōu)化調(diào)度模型;構(gòu)造了求解該模型的層結(jié)構(gòu)蟻群算法,采用啟發(fā)式規(guī)則解決解的多樣性和機組啟停問題,采用精英策略節(jié)約計算內(nèi)存和優(yōu)化時間。最后,運用我國西南地區(qū)某梯級流域中三個連續(xù)水電站的數(shù)據(jù)建立了調(diào)度模型并運用層結(jié)構(gòu)算法進行仿真;并從理論方面分析了仿真結(jié)果中的每一個變化,對精英區(qū)大小的選擇作了討論,分析表明仿真結(jié)果與理論分析保持一致,說明建立的模型是合理的,提出的方法是可行而有效的。

討論市場機制下梯級流域水電站間短期優(yōu)化調(diào)度模型,確定了利益最大化為準則的目標函數(shù)?？紤]市場競爭的電價和電量、水庫存水價值、水流時滯以及設(shè)備折舊等因素,給出了相應(yīng)的約束。重點討論市場機制對棄水量的影響、發(fā)電量和發(fā)電引用流量的函數(shù)關(guān)系式以及存水價值系數(shù)的確定方法。最后給出在梯級電站運行管理中引入競爭機制和加強市場預測研究的建議。

梯級水電站聯(lián)合發(fā)電調(diào)度的優(yōu)化模型的確定在整個電網(wǎng)經(jīng)濟、安全運行中起著非常重要的作用。文中提出一種新的梯級水電站群聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度的調(diào)度準則——以單位水體發(fā)電電價最高優(yōu)先發(fā)電,在此基礎(chǔ)上建立梯級水電站群聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度模型及其評價方法。首先建立基于四層水體的水庫能的水電站發(fā)電模型,在此基礎(chǔ)上提出單位水體發(fā)電電價的概念。建立優(yōu)化調(diào)度模型時,將電力系統(tǒng)中的負荷變化和在電力市場機制下分時上網(wǎng)電價的影響因素考慮在內(nèi)。該模型能較為客觀地反映梯級水電站運行情況,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)化仿真計算結(jié)果證明該調(diào)度準則具有可行性和適用性。

介紹分析梯級電廠水電聯(lián)合調(diào)度的技術(shù)和策略,以及相應(yīng)的計算機系統(tǒng)的組成原則。

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

建立了梯級水電站短期周優(yōu)化調(diào)度的梯級蓄能最大模型,在此基礎(chǔ)上采用動態(tài)搜索算法對其進行求解。通過嚴密的理論推導和詳盡的實例分析探討了流域梯級電站負荷最優(yōu)分配規(guī)律。梯級電站負荷最優(yōu)分配主要由梯級水庫的區(qū)間入流關(guān)系和水庫特性決定,其結(jié)論可指導流域梯級電站優(yōu)化運行,為集控中心調(diào)度和指導實際應(yīng)用提供參考。調(diào)度決策者尚需根據(jù)本文的研究方法針對本流域和電站的特性制定符合自身的最優(yōu)調(diào)度規(guī)則。

文章通過設(shè)計風險預警系統(tǒng)框架和主要功能,深入探討了水庫移民社會風險預警運行機制,通過建立預警系統(tǒng)模型揭示了預警機制的實現(xiàn)途徑；然后以阿爾塔什水利工程為研究對象進行驗證,文章的研究成果有利于促進并完善水庫移民風險識別和預警機制,對于提高風險預警控制和防控水平具有重要意義。

文章通過設(shè)計風險預警系統(tǒng)框架和主要功能,深入探討了水庫移民社會風險預警運行機制,通過建立預警系統(tǒng)模型揭示了預警機制的實現(xiàn)途徑;然后以阿爾塔什水利工程為研究對象進行驗證,文章的研究成果有利于促進并完善水庫移民風險識別和預警機制,對于提高風險預警控制和防控水平具有重要意義.

對水庫移民社會穩(wěn)定風險預警機制進行了深入探討,提出了預警系統(tǒng)的設(shè)計框架、功能及運行機制;構(gòu)建了預警模型,并提出預警系統(tǒng)的實現(xiàn)路徑;以黔中水利樞紐(一期)工程為例進行了實證分析,研究結(jié)果可為水庫移民社會穩(wěn)定風險評估機制的完善提供借鑒和參考。

三板溪水電站為沅水干流梯級開發(fā)的控制性工程,對下游梯級的補償效益顯著。由于目前尚未實行梯級補償效益償還機制,三板溪水電站補償效益得不到償還,由此致使自身財務(wù)陷入被動的局面。在闡述受益電站一般界定方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合沅水干流徑流特性和補償情況,合理確定了施益電站和受益電站;明確了沅水干流梯級補償效益的界定及計算方法;提出了合理的沅水干流梯級水電站發(fā)電補償效益分配辦法及償付方式。

三板溪水電站為沅水干流梯級開發(fā)的控制性工程,對下游梯級的補償效益顯著。由于目前尚未實行梯級補償效益償還機制,三板溪水電站補償效益得不到償還,由此致使自身財務(wù)陷入被動的局面。在闡述受益電站一般界定方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合沅水干流徑流特性和補償情況,合理確定了施益電站和受益電站;明確了沅水干流梯級補償效益的界定及計算方法;提出了合理的沅水干流梯級水電站發(fā)電補償效益分配辦法及償付方式。

分析了梯級水電站水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度技術(shù),包括來水預報技術(shù)、計劃調(diào)度技術(shù)、實時調(diào)度技術(shù)和電力市場水電調(diào)度技術(shù),說明了這些技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向,并提出相應(yīng)的計算機系統(tǒng)設(shè)計的主要目標和結(jié)構(gòu)要點。

http://www.***.*** 烏溪江梯級水電站優(yōu)化調(diào)度研究 芮鈞 國電自動化研究院，江蘇南京（210003） e-mail：ruijun12@163.com 摘要：以烏溪江梯級水電站為例，詳細介紹了用逐步優(yōu)化算法求解梯級水電站發(fā)電優(yōu)化調(diào) 度的全過程。此方法可以獲得梯級各電站的最優(yōu)運行方式，指導梯級各水電站的實際運行。 關(guān)鍵詞：烏溪江梯級電站，逐步優(yōu)化算法，優(yōu)化調(diào)度 1.引言 水電站的單庫優(yōu)化調(diào)度問題，可以使用常規(guī)動態(tài)規(guī)劃算法來求解，其計算時間和計算精 度均能滿足實際生產(chǎn)的需要[1]。但是，梯級水電站優(yōu)化調(diào)度決策變量較多，且各水庫之間互 相影響，利用常規(guī)的動態(tài)規(guī)劃來求解會遇到維數(shù)災問題[2]。目前比較適合用于求解梯級水電 站優(yōu)化調(diào)度的算法主要有逐步優(yōu)化算法和基因遺傳算法。本文主要討論用逐步優(yōu)化算法求解 梯級水電站優(yōu)化調(diào)度問題的方法。 逐步優(yōu)化算法（

選取梯級發(fā)電量最大模型,采用具有精度高、收斂快的大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)算法對模型進行求解,以烏江梯級電站為例,通過對流域不同頻率來水情況的發(fā)電量進行計算,進而總結(jié)了烏江梯級電站短期優(yōu)化調(diào)度的發(fā)電規(guī)律,為短期調(diào)度計劃的制定提供了決策指導。

如今，廣大民眾對能源的需求量越來越高，但是我國的能源可用量卻越來越少，在這種情況下，對水、電能源結(jié)構(gòu)進行調(diào)整是勢在必行的。其實，梯級水電站優(yōu)化調(diào)度已經(jīng)得到了廣大民眾的普遍關(guān)注．而本研究就將針對“梯級水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法研究”這一主題進行詳細的闡述，使廣大民眾對這方面的內(nèi)容有一個更加全面且深入的了解。

本文應(yīng)用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論,討論了梯級水電站水庫常規(guī)調(diào)度圖的優(yōu)化編制方法,并結(jié)合漢江上游石泉、安康兩梯級水庫得出了相應(yīng)結(jié)果,為梯級水電站水庫常規(guī)調(diào)度圖的優(yōu)化編制提供了可行的途徑.