分時(shí)電價(jià)下綜合利用水庫(kù)水電站的運(yùn)營(yíng)方式

隨著電力市場(chǎng)的開(kāi)放和分時(shí)電價(jià)制度的實(shí)施,傳統(tǒng)以發(fā)電量最大作為準(zhǔn)則的情況已不能適應(yīng)水電站優(yōu)化調(diào)度的要求,本文提出了分時(shí)電價(jià)條件下水電站水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型,并以寶珠寺電站為例,研究結(jié)果說(shuō)明了模型的合理性及可行性。

針對(duì)梯級(jí)水電站在系統(tǒng)負(fù)荷圖上峰、平、谷各時(shí)段的優(yōu)化運(yùn)行,提出了基于dsm分時(shí)電價(jià)下的梯級(jí)水電站短期優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型,并與三峽梯級(jí)水電站的短期調(diào)度研究結(jié)合。研究結(jié)果表明,該模型所確定的調(diào)度方案合理可行,效益顯著。通過(guò)比較在恒定及分時(shí)電價(jià)情況下三峽梯級(jí)電站的短期出力,認(rèn)為分時(shí)電價(jià)模型能夠使得梯級(jí)電站出力更加可靠,水資源得到更合理的綜合利用,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

將蟻群優(yōu)化算法用于求解分時(shí)電價(jià)下梯級(jí)水電站間短期優(yōu)化調(diào)度模型,考慮市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下的電價(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,建立了利益最大化為優(yōu)化準(zhǔn)則的短期優(yōu)化調(diào)度模型.給出了蟻群算法求解梯級(jí)短期優(yōu)化調(diào)度模型的數(shù)學(xué)描述及算法的求解步驟.最后以某梯級(jí)流域中三個(gè)水電站的相關(guān)數(shù)據(jù)建立了相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)度模型,運(yùn)用蟻群算法進(jìn)行了計(jì)算仿真,并與傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行對(duì)比.仿真結(jié)果證實(shí)了所采用算法的有效性和可行性.

以年調(diào)節(jié)水電站作為主要研究對(duì)象,提出了一種不同電價(jià)制度下的水電站發(fā)電效益最大模型,保證了各時(shí)段能極大地提供調(diào)峰容量和電量,同時(shí)又能夠盡量減少人為棄水調(diào)峰,從而提高了水電站的經(jīng)濟(jì)效益。

針對(duì)梯級(jí)水電站采用的以發(fā)電效益最大化為目標(biāo)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型具有一定局限性且未考慮峰谷電價(jià)影響的問(wèn)題,在原有發(fā)電效益的基礎(chǔ)上增加峰、平、谷電價(jià),不同時(shí)段給予不同電價(jià)進(jìn)行優(yōu)化,提出基于分時(shí)電價(jià)的梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型.以黃河上游的梯級(jí)水電站為例,采用matlab軟件的模式搜索法、遺傳算法分別對(duì)模型進(jìn)行求解,驗(yàn)證該優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的正確性及算法的合理性和可靠性,從而為市場(chǎng)環(huán)境下高維、復(fù)雜的梯級(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度提供了一種新的求解途徑.

研究在分時(shí)電價(jià)制度下水電系統(tǒng)短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,建立了優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型。采用變分原理,導(dǎo)出其最優(yōu)性條件,給出了適于梯級(jí)水電系統(tǒng)的最優(yōu)性條件的具體形式。通過(guò)分析水電站水價(jià)的估計(jì)式,得到了具有普遍適用性的、形式統(tǒng)一的最優(yōu)性條件。特例分析說(shuō)明所提模型具有廣泛的適用性。

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。

綜合利用水庫(kù)調(diào)度通則

水是人類賴以存在的重要物質(zhì)，也是影響社會(huì)發(fā)展的重要資源。當(dāng)前地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，對(duì)水資源的安全以及高效利用提出了更高的要求。我國(guó)的干旱缺水情況是比較嚴(yán)重的，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，水資源需求逐漸增加，水電站是供水、蓄水的重要場(chǎng)所，水資源的高效綜合利用對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)境的保護(hù)和改善有著十分重要的意義和作用。本文以宜春市袁州區(qū)盛源水電站為例，就水電站水資源綜合利用策略進(jìn)行分析和研究。

溪洛渡水電站為金沙江“西電東送”的起動(dòng)工程,不僅可輸送巨大的電力和電量,尚具有攔截泥沙,繁榮重慶港,分擔(dān)三峽水庫(kù)的防洪任務(wù);減輕沿江城鎮(zhèn)洪水災(zāi)害;改善金沙江及長(zhǎng)江的航運(yùn)條件等,綜合利用效益顯著。

針對(duì)傳統(tǒng)的水電綜合效益最大優(yōu)化調(diào)度模型存在的\"平均水價(jià)值\"問(wèn)題,提出了一種基于分時(shí)電價(jià)的混聯(lián)水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度改進(jìn)模型,綜合考慮了分時(shí)電價(jià)中的日用電時(shí)段差別電價(jià)(即峰谷電價(jià)),加入了調(diào)整當(dāng)前蓄水價(jià)值系數(shù)的動(dòng)態(tài)因子,并通過(guò)研究混聯(lián)水庫(kù)的串并聯(lián)關(guān)系以及上下游水庫(kù)之間的影響,在計(jì)算蓄水價(jià)值時(shí),能夠充分考慮水庫(kù)間的潛在蓄水價(jià)值,從而引導(dǎo)發(fā)電流量根據(jù)電價(jià)的升降而相應(yīng)改變,提升整個(gè)流域的總體效益.最后運(yùn)用均勻搜索粒子群算法對(duì)改進(jìn)模型進(jìn)行了仿真計(jì)算,并將結(jié)果與傳統(tǒng)的發(fā)電效益最大模型以及綜合效益最大模型進(jìn)行對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)改進(jìn)模型能更好適應(yīng)現(xiàn)代峰谷電價(jià)的市場(chǎng),提高了水電站的綜合經(jīng)濟(jì)效益,更符合水電站調(diào)度的需求.

水庫(kù)建設(shè)的意義重大,除了防洪、減淤,兼顧供水、發(fā)電及生態(tài)環(huán)境外,全線整治、工程形成關(guān)中'一線兩片'水利現(xiàn)代化體系骨架。這是我國(guó)水利現(xiàn)代化體系建設(shè)的重要組成。

在恒定及可變上網(wǎng)電價(jià)情況下,本文分析了影響目標(biāo)函數(shù)求解過(guò)程中的可變因子,并從發(fā)電側(cè)角度,建立了基于可變上網(wǎng)電價(jià)的混聯(lián)水電站群優(yōu)化調(diào)度多維動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型。實(shí)例研究表明,該模型所確定的調(diào)度方案合理可行,效益顯著。

以水利任務(wù)為主的綜合利用水利樞紐水電站的裝機(jī)容量選擇,由于要考慮水資源系統(tǒng)和電力系統(tǒng)兩方面的發(fā)展需求,且運(yùn)行方式要以服從樞紐主要任務(wù)的要求為前提,與以發(fā)電為主要任務(wù)的水電站相比其有特殊性。本文結(jié)合近幾年實(shí)際工作的體會(huì),針對(duì)綜合利用水利樞紐的特點(diǎn)對(duì)其水電站裝機(jī)容量選擇應(yīng)注意的問(wèn)題提出粗淺的看法。

在水電站規(guī)劃設(shè)計(jì)中,因地制宜地對(duì)水資源進(jìn)行綜合利用研究不僅可使水資源得到充分利用,而且可取得良好的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合貴州省道真縣東郊水電站實(shí)例對(duì)水電站建設(shè)中如何進(jìn)行綜合利用水資源規(guī)劃的問(wèn)題進(jìn)行了探討。

俄羅斯水電公司擁有50多座水電站,其總裝機(jī)容量為24.7gw。這些水電站遍布全國(guó)各地,在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和公共基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)揮著重要作用。根據(jù)該公司的章程,落實(shí)國(guó)家相關(guān)水電政策是其重要的戰(zhàn)略目標(biāo)之一。2013年,阿穆?tīng)柡影l(fā)生了災(zāi)難性洪水,為了減小洪水隱患,必須對(duì)水電行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行修改。對(duì)推出的一些新舉措進(jìn)行了介紹,其中的綜合性開(kāi)發(fā)利用是這一系列措施中的重點(diǎn)。

水電站經(jīng)濟(jì)后評(píng)價(jià)包括國(guó)民經(jīng)濟(jì)后評(píng)價(jià)和財(cái)務(wù)后評(píng)價(jià)兩部分,其目的在于:(1)從宏觀國(guó)民經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),當(dāng)水電站建成并進(jìn)行正常運(yùn)行后,再次對(duì)該水電站的國(guó)民經(jīng)濟(jì)效益(分別用替代火電站費(fèi)用及影子電費(fèi)收益表示)進(jìn)行再評(píng)價(jià);(2)從企業(yè)項(xiàng)目角度出發(fā),對(duì)水電站投產(chǎn)后的實(shí)際財(cái)務(wù)效益(用上網(wǎng)售電收入表示)進(jìn)行再評(píng)價(jià),以便與有關(guān)部門規(guī)定的效益指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),提出改進(jìn)措施。本文舉某水電站為案例,詳細(xì)說(shuō)明如何根據(jù)實(shí)際資料進(jìn)行經(jīng)濟(jì)后評(píng)價(jià)計(jì)算。

介紹了黃河上游梯級(jí)水電站的運(yùn)行情況,論述了黃河上游工農(nóng)業(yè)用水、寧夏和內(nèi)蒙河段的防凌要求以及灌溉期間灌渠取水等綜合利用的需求,分析了原有梯級(jí)水庫(kù)的運(yùn)行方式,提出了滿足綜合利用對(duì)水庫(kù)下泄要求的黃河上游梯級(jí)水庫(kù)短期運(yùn)行的方式、方法。

充分利用水文信息是協(xié)調(diào)水庫(kù)防洪與興利之間矛盾的有效方法；在滿足防洪安全的前提下，可以在未發(fā)生洪水時(shí)期抬高水庫(kù)運(yùn)行水位，在洪水入庫(kù)以前將水庫(kù)水位降至防洪要求的限制水位，從而提高徑流式水電站的發(fā)電運(yùn)行效益和調(diào)度水平。沙溪口水電站利用水文預(yù)報(bào)進(jìn)行水庫(kù)汛期預(yù)報(bào)調(diào)度效益顯著。

清河水電站是利用清河水庫(kù)放流進(jìn)行發(fā)電的小型水電站,屬清河水庫(kù)水資源綜合利用開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之一。文章根據(jù)清河水庫(kù)的水能資源,對(duì)水電站的水電站供電及開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了初步分析,通過(guò)對(duì)對(duì)裝機(jī)、電量、不同方案及年利用小時(shí)數(shù)的分析計(jì)算,初步確定其裝機(jī)容量在12.5-17.5mw范圍內(nèi),可以說(shuō)明該水庫(kù)水能資源利用相對(duì)比較充分。

在電力市場(chǎng)中,水電站需要統(tǒng)籌安排調(diào)度期內(nèi)各時(shí)段的用水量,并最終將這些信息轉(zhuǎn)換為電站的競(jìng)價(jià)策略,從而使電站獲得最大的發(fā)電效益。文中給出了一種基于預(yù)測(cè)電價(jià)的水電站出力報(bào)價(jià)方法,將水電站的競(jìng)價(jià)問(wèn)題描述為期望售電收入最大問(wèn)題,建立了水電站的競(jìng)價(jià)模型,模型能夠協(xié)調(diào)各時(shí)段的用水量以及用水量與報(bào)價(jià)的關(guān)系,滿足電站的可用水量約束,并以出力-報(bào)價(jià)形式實(shí)現(xiàn)電站的優(yōu)化運(yùn)行。最后通過(guò)一個(gè)具體的算例對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn),其結(jié)果說(shuō)明了該方法的合理性。

(一)引言新疆地處高緯度嚴(yán)寒地帶,其特點(diǎn)是:冬季漫長(zhǎng)、氣溫低、河道徑流小。在氣溫的作用及寒流的襲擊下冰花板多,對(duì)水電站冬季運(yùn)行造成極大威脅。水電站由于冰害,停電事故經(jīng)常發(fā)生,因而應(yīng)引起人們的重視。本文從水能規(guī)劃的角度,對(duì)具有日、周調(diào)節(jié)能力的水電站水庫(kù)的冬季運(yùn)行方式進(jìn)行分析,同時(shí)對(duì)