分層比系數(shù)綜合評(píng)判模型優(yōu)選中型梯級(jí)水電站群的開(kāi)發(fā)程序

提出具有彈性約束的梯級(jí)水電站工作深度優(yōu)選的一般模型。它可考慮水電站最大、最小工作庫(kù)容所允許的彈性約束，按梯級(jí)總保證出力最大的優(yōu)化準(zhǔn)則，求解梯級(jí)水電站的最優(yōu)工作深度。常規(guī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃是本文模型的特例，本模型可容易地?cái)U(kuò)展為多階段、多模糊約束、多模糊目標(biāo)的水資源系統(tǒng)決策模型。

如今，廣大民眾對(duì)能源的需求量越來(lái)越高，但是我國(guó)的能源可用量卻越來(lái)越少，在這種情況下，對(duì)水、電能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整是勢(shì)在必行的。其實(shí)，梯級(jí)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(duì)“梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法研究”這一主題進(jìn)行詳細(xì)的闡述，使廣大民眾對(duì)這方面的內(nèi)容有一個(gè)更加全面且深入的了解。

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，科技大發(fā)展，經(jīng)濟(jì)大發(fā)展。人們的生活越來(lái)越舒適、便捷的同時(shí)，隨之而來(lái)的一系列問(wèn)題也十分明顯。環(huán)境的污染、能源的短缺，促進(jìn)了我國(guó)水電企業(yè)模型的改革，因?yàn)橹挥懈母锊拍苓m應(yīng)時(shí)代的變化，才能解決日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)。下面，我們將主要分析一下目前我國(guó)梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法。

如今，廣大民眾對(duì)能源的需求量越來(lái)越高，但是我國(guó)的能源可用量卻越來(lái)越少，在這種情況下，對(duì)水、電能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整是勢(shì)在必行的。其實(shí)，梯級(jí)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(duì)“梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法研究”這一主題進(jìn)行詳細(xì)的闡述，使廣大民眾對(duì)這方面的內(nèi)容有一個(gè)更加全面且深入的了解。

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，科技大發(fā)展，經(jīng)濟(jì)大發(fā)展。人們的生活越來(lái)越舒適、便捷的同時(shí)，隨之而來(lái)的一系列問(wèn)題也十分明顯。環(huán)境的污染、能源的短缺，促進(jìn)了我國(guó)水電企業(yè)模型的改革，因?yàn)橹挥懈母锊拍苓m應(yīng)時(shí)代的變化，才能解決日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)。下面，我們將主要分析一下目前我國(guó)梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法。

該文建立了三個(gè)復(fù)雜的清江流域梯級(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度模型,其中包括了蓄水位約束、用水約束、出力約束,利用poa(逐步逼近法)法解決水電站群的優(yōu)化問(wèn)題,較大的提高了水庫(kù)效益,獲得較為滿意的結(jié)果。

針對(duì)梯級(jí)水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度函數(shù)識(shí)別中存在的線型選擇及變量篩選問(wèn)題,采用逐步回歸模型篩選關(guān)鍵作用變量并建立回歸調(diào)度函數(shù)方程,以保證調(diào)度函數(shù)的簡(jiǎn)潔、有效性。將模型應(yīng)用于金沙江與三峽四庫(kù)梯級(jí)系統(tǒng)提取消落期系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度函數(shù),從四庫(kù)梯級(jí)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度樣本中通過(guò)逐步回歸調(diào)度函數(shù)辨識(shí)溪洛渡、三峽水庫(kù)協(xié)同消落機(jī)制并檢驗(yàn)了模型精度。結(jié)果表明:在率定來(lái)水樣本條件下,逐步回歸調(diào)度函數(shù)擬合誤差均在3%以內(nèi),擬合精度較高;在檢驗(yàn)來(lái)水樣本條件下,與多元線性回歸調(diào)度函數(shù)相比,逐步回歸調(diào)度函數(shù)對(duì)應(yīng)總發(fā)電效益平均增加1.67億元(0.69%)。由于逐步回歸調(diào)度函數(shù)剔除了次要因素干擾,相較于多元線性回歸調(diào)度函數(shù)泛化能力更優(yōu),具有更高實(shí)用價(jià)值。

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

梯級(jí)水電站群實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃調(diào)整是充分發(fā)揮大規(guī)模水電站群短期發(fā)電能力、實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)能力,及時(shí)有效地響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度需求的重要手段。論文提出的數(shù)學(xué)模型成功應(yīng)用到四川省大渡河流域水電站群中,有效地開(kāi)展了水電站群發(fā)電計(jì)劃的實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度工作,為全國(guó)其他流域大型水電站群和電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行提供借鑒。

研究網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)在水庫(kù)群調(diào)度中的應(yīng)用，把多目標(biāo)分層排序網(wǎng)絡(luò)分析模型拓展到多目標(biāo)梯級(jí)水電站調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)分析中，提出梯級(jí)水電站群調(diào)度多目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)分析模型。結(jié)合某流域梯級(jí)水電站群優(yōu)化調(diào)度實(shí)例進(jìn)行模型的應(yīng)用研究，結(jié)果表明，用本文模型構(gòu)造的時(shí)空網(wǎng)絡(luò)圖，結(jié)構(gòu)清晰，直觀形象，算法效率高。

以梯極水電站群作為背景,以大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)技術(shù)作為理論基礎(chǔ),建立了梯級(jí)水電站群優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)的數(shù)學(xué)模型,并開(kāi)發(fā)出一套實(shí)用的水庫(kù)群優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)軟件,通過(guò)實(shí)例驗(yàn)算,證明模型的建立與軟件的開(kāi)發(fā)都是成功的。

提出一種求解梯級(jí)水電站中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的方法—蟻群算法(antcolonyalgorithm,aca)。算法模擬了螞蟻群體覓食路徑的搜索過(guò)程來(lái)尋找梯級(jí)水電站中長(zhǎng)期最優(yōu)調(diào)度計(jì)劃。算法把問(wèn)題解抽象為螞蟻路徑,利用狀態(tài)轉(zhuǎn)移、信息素更新和鄰域搜索以獲取最短路徑即最優(yōu)解。實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明,算法可以求解具有復(fù)雜約束條件的非線性梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。算法求解精度高、收斂速度快,為解決梯級(jí)水電站中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題提供了一種有效的方法。

討論市場(chǎng)機(jī)制下梯級(jí)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(zhǔn)則的目標(biāo)函數(shù)?？紤]市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的電價(jià)和電量、水庫(kù)存水價(jià)值、水流時(shí)滯以及設(shè)備折舊等因素,給出了相應(yīng)的約束。重點(diǎn)討論市場(chǎng)機(jī)制對(duì)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(jià)值系數(shù)的確定方法。最后給出在梯級(jí)電站運(yùn)行管理中引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和加強(qiáng)市場(chǎng)預(yù)測(cè)研究的建議。

本文應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃原理,建立了梯級(jí)水電站優(yōu)化開(kāi)發(fā)程序數(shù)學(xué)模型,研究了電站裝機(jī)容量?jī)?yōu)化、電站投產(chǎn)時(shí)間優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)比較若干問(wèn)題的計(jì)算方法。用該模型和方法,計(jì)算烏江干流梯級(jí)水電站開(kāi)發(fā)程序得到滿意成果,具有明顯經(jīng)濟(jì)效益。

稿皇㈡站f-色 j 距離5m。同時(shí)，要在整個(gè)崩頂坡面植樹(shù)。在崩頂及兩側(cè)開(kāi)挖捧水溝或水平溝以及植樹(shù)，可以把地表 徑流排走或攔蓄起來(lái)，避免崩壁受徑流沖刷而繼續(xù)崩塌后退 (2)下堵截 在崩崗口以上填筑土谷坊，以抬高侵蝕基準(zhǔn)面，攔蓄水抄防止繼續(xù)下切。較小的崩崗筑一道谷 坊即可。縱深較長(zhǎng)的崩崗要筑兩道或多道谷坊。谷坊座數(shù)按n一i計(jì)算(h一h為相對(duì)高差， h為谷坊高度)。谷坊間距按l一竿計(jì)算(l為溝道坡度)。谷坊高度h由地形而定，一般3～5m，頂 寬0．8～1．5m，內(nèi)坡1：1，外坡11．5。谷坊排洪道按10年一遇24小時(shí)暴雨設(shè)計(jì)。對(duì)于大型的分 支形崩崗，則除了在里面逐級(jí)筑谷坊外，還要在溝口筑攔沙壩，壩高5m左右，壩頂寬1．5～2m，內(nèi) 坡1；15，外坡12，溢洪道按20年一遇24小時(shí)暴雨設(shè)計(jì)。 (3)林草封 在崩崗內(nèi)

梯級(jí)水電站日優(yōu)化調(diào)度模型在考慮電網(wǎng)負(fù)荷要求和梯級(jí)水電站各機(jī)組的振動(dòng)區(qū)的前提下,采用電網(wǎng)允許的峰平谷負(fù)荷比約束日內(nèi)各時(shí)段的出力,達(dá)到了減少機(jī)組起停次數(shù)的目的。模型采用動(dòng)態(tài)定出力求解,以梯級(jí)電站發(fā)電收入最大化為目標(biāo),并用實(shí)例對(duì)此模型進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算過(guò)程和結(jié)果表明,動(dòng)態(tài)定出力求解時(shí)間短,優(yōu)化結(jié)果與目前的電網(wǎng)需求相一致。

為保證梯級(jí)水電站安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行,充分利用水資源,需要對(duì)梯級(jí)水電站進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度。根據(jù)梯級(jí)水電站蓄能最大原則,全方位考慮梯級(jí)水電站運(yùn)行的約束條件,通過(guò)逐步搜索算法,對(duì)梯級(jí)水電站面臨時(shí)段的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,并根據(jù)優(yōu)化結(jié)果制定梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度規(guī)則。梯級(jí)水電站蓄能最大原則在短期能使梯級(jí)水電站蓄能最大,長(zhǎng)期能使梯級(jí)水電站群發(fā)電量達(dá)到最大,根據(jù)梯級(jí)水電站蓄能最大原則制定的梯級(jí)水電站,短期調(diào)度規(guī)則能夠使梯級(jí)水電站取得效益最大化。

近些年頻發(fā)的極端干旱氣候條件對(duì)特大流域水電系統(tǒng)提出了更精細(xì)化的蓄能控制要求。該文考慮蓄能軌跡約束,提出一種基于等蓄能線的梯級(jí)水電站群蓄能控制優(yōu)化調(diào)度方法。引入可行域預(yù)壓縮策略,采用數(shù)學(xué)組合理論和等蓄能線,依蓄能控制指標(biāo)建立各時(shí)段梯級(jí)水庫(kù)可行水位組合曲面,將蓄能控制下的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束問(wèn)題,并采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)高效求解。瀾滄江中下游梯級(jí)水電站群調(diào)度結(jié)果表明,通過(guò)精細(xì)化控制梯級(jí)蓄能可以有效提高發(fā)電效益,降低供電破壞風(fēng)險(xiǎn),與常規(guī)約束優(yōu)化方法相比,所提方法高效快速、切實(shí)可行。

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。

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)度的各類數(shù)學(xué)模型.然后對(duì)目前研究比較廣泛的各類優(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.

對(duì)梯級(jí)水電站水能計(jì)算方程中各要素及梯級(jí)電站豐水期、枯水期、平水期的發(fā)電水頭和機(jī)組工作情況進(jìn)行了研究。以某梯級(jí)水電站為例,計(jì)算了無(wú)調(diào)度和有調(diào)度時(shí)的發(fā)電效益。結(jié)果表明:在不進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下,全年發(fā)電總量為316.75億kw.h;在進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下,全年發(fā)電總量為327.11億kw.h,增發(fā)效益為2.59億元,效益增加近3.3%。

分布在一條河流的上下游有水流聯(lián)系的水電站群。梯級(jí)中的各級(jí)水電站可以是壩式水電站、引水式水電站或混合式水電站。若單獨(dú)開(kāi)發(fā),各類水電站有各自的優(yōu)缺點(diǎn),組成梯級(jí)水電站后,則可取長(zhǎng)補(bǔ)短,獲得梯級(jí)效益,如提高資源的利用率、協(xié)調(diào)水資源綜合利用之間的矛盾、縮短總體工期、減少總投資等。