水電站群隱隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度方法及其軟件包研制

針對烏溪江梯級水電站的特點,充分利用水庫優(yōu)化調(diào)度技術(shù),采用隱隨機(jī)方法分別擬合了該梯級電站逐月和逐旬的優(yōu)化調(diào)度函數(shù),并通過模擬調(diào)度對比分析,最終確定了該梯級電站的優(yōu)化調(diào)度方案。計算表明,該優(yōu)化成果合理,效益顯著,能有效應(yīng)用于生產(chǎn)實際。

a水庫為混合式抽水蓄能電站,下游為b水庫,二者構(gòu)成了含混合式抽水蓄能電站的梯級水庫群,本文分析了這兩座水庫的長期優(yōu)化調(diào)度問題,以驗證本文水庫水電站中長期隱隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型和算法的有效性。

a水庫為混合式抽水蓄能電站，下游為b水庫，二者構(gòu)成了含混合式抽水蓄能電站的梯級水庫群，本文分析了這兩座水庫的長期優(yōu)化調(diào)度問題，以驗證本文水庫水電站中長期隱隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型和算法的有效性。

以浙江楓樹嶺水電站為例，較詳細(xì)完整地介紹了一種由動態(tài)規(guī)劃與馬爾可夫隨機(jī)決策過程理論發(fā)展形成的隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃水庫優(yōu)化發(fā)電調(diào)度的理論和方法．并用此方法建立了楓樹嶺水電站隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃水庫優(yōu)化調(diào)度模型，通過計算，編制了電站的優(yōu)化發(fā)電調(diào)度圖

第18卷第6期 1990年兒月 河海大學(xué)學(xué)報 journal0fhoha1un1vf．rsn~ v01．18no．8 n199o 水電站庫群優(yōu)化調(diào)度的分解方法 董增川葉秉如 (水資源水文系) 摘要本文研兜了水電站庫群優(yōu)化調(diào)度的一種新方法，空問分解方法．與現(xiàn)有的一些方法相比有 以下幾點較為啊顯的優(yōu)越性；(1)可大大降低問題的維數(shù)(2)協(xié)調(diào)變量隱含著有實用價值的意義} (3)在解決復(fù)雜的大規(guī)模問題時還可節(jié)約計算機(jī)對．對虹水河梯級的優(yōu)化調(diào)度作丁實爵計算． 關(guān)鍵調(diào)水力發(fā)電站i水庫調(diào)度i最優(yōu)化i系統(tǒng) l引言 水電站庫群的優(yōu)化調(diào)度問題，不僅是一個時問范疇上的優(yōu)化問題，更重要的是體現(xiàn)在空 間范疇上的優(yōu)化，對大規(guī)模的系統(tǒng)，如水庫數(shù)目眾多結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜，諷節(jié)性能及綜合利用 程度上律在差異，從而產(chǎn)生許多變量及關(guān)系式，若萊些關(guān)系式是非線

本文研究了水電站庫群優(yōu)化調(diào)度的一種新方法,空間分解方法.與現(xiàn)有的一些方法相比,有以下幾點較為明顯的優(yōu)越性:(1)可大大降低問題的維數(shù);(2)協(xié)調(diào)變量隱含著有實用價值的意義;(3)在解決復(fù)雜的大規(guī)模問題時還可節(jié)約計算機(jī)時.對紅水河梯級的優(yōu)化調(diào)度作了實際計算.

本文討論了水電站水庫優(yōu)化調(diào)度的一般理論及其調(diào)度函數(shù)，提出了水庫隱性隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度的有關(guān)計算方法，最后以某工程作為實例進(jìn)行了計算。

本文提出了一個求解超大規(guī)模水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)調(diào)度的“分級多層次法”優(yōu)化模型,該模型采用大系統(tǒng)遞階理論。應(yīng)用該模型和軟件研究了以三峽水電站為中心的跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)調(diào)度,其中最大的一個水電站群系統(tǒng)達(dá)117座水電站和73座長期調(diào)節(jié)水庫,總裝機(jī)容量達(dá)11386萬kw。

本文應(yīng)用隨機(jī)優(yōu)化方法，以黃河上游梯級水電站群為例，對梯級水電站群的興利優(yōu)化調(diào)度問題進(jìn)行了研究，并對梯級的多年運行成果進(jìn)行了分析．由于對入流的處理比較合理巧妙，從而有效地避免了“維數(shù)災(zāi)”問題．結(jié)果表明，所建立的模型是合理可行的．

一、引言我國已建成的水電站日益增多,電網(wǎng)中水、火電站組成了一個復(fù)雜的大系統(tǒng),要對整個電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,目前就理論和實際都難于做到。一般只對電網(wǎng)中的水電站群作為研究對象,求出優(yōu)化方案,但僅就這點也沒有現(xiàn)成通用的方法。目前,國內(nèi)外普遍采用的優(yōu)化調(diào)度方法是隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃法,但應(yīng)用隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃法(簡稱sdp法)解決單一水庫的優(yōu)化調(diào)度還可以,若用它來解決多水庫系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度問題則會遇到眾所周知的“維數(shù)災(zāi)”。在我國除了大電

在現(xiàn)有的水電站群長期優(yōu)化調(diào)度方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理,從實際問題的物理意義出發(fā),提出了一種基于多層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的水電站群(以兩庫并聯(lián)為實例)長期隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度的余留效益統(tǒng)計迭代法(nnrbsi)。該算法僅利用庫群隨機(jī)來水的樣本均值和樣本協(xié)方差矩陣信息,即可進(jìn)行水電站群長期隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度。

近些年頻發(fā)的極端干旱氣候條件對特大流域水電系統(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)建立各時段梯級水庫可行水位組合曲面,將蓄能控制下的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束問題,并采用動態(tài)規(guī)劃實現(xiàn)高效求解。瀾滄江中下游梯級水電站群調(diào)度結(jié)果表明,通過精細(xì)化控制梯級蓄能可以有效提高發(fā)電效益,降低供電破壞風(fēng)險,與常規(guī)約束優(yōu)化方法相比,所提方法高效快速、切實可行。

梯級水電站優(yōu)化調(diào)度對于增加系統(tǒng)發(fā)電量,降低耗水率,充分利用流域水能資源,提高整個梯級水電站群的經(jīng)濟(jì)效益和運行水平具有重要意義。建立\"一庫多級\"梯級水電站群短期優(yōu)化調(diào)度模型,研究采用逐步優(yōu)化算法(poa算法)進(jìn)行模型求解的方法和步驟,在此基礎(chǔ)上開發(fā)調(diào)度軟件,并以金溪流域梯級電站群為例對算法實際應(yīng)用效果進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明,采用poa算法能夠有效提高水電站發(fā)電量3%以上,且poa算法具有易于計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的特點,在水電站自動優(yōu)化調(diào)度方面具有較大優(yōu)勢。

為克服離散差分動態(tài)規(guī)劃法(dddp法)計算機(jī)時長,對選取初始軌跡線要求較高的弊端,本文提出了一種多級離散差分動態(tài)規(guī)劃法(mdddp法)。其基本思想是,將n座水庫水電站群分解為主子系統(tǒng)和輔子系統(tǒng)兩個子系統(tǒng),通過調(diào)節(jié)主子系統(tǒng)自身的屬性來達(dá)到優(yōu)化整個系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的目的,同時結(jié)果滿足整個系統(tǒng)的約束條件。每一輪迭代都相應(yīng)增加主子系統(tǒng)的電站數(shù)目;在每一輪迭代中每一步計算時,都重新劃分主子系統(tǒng)和輔子系統(tǒng),使每個水電站至少有一次成為主子系統(tǒng);每步計算都采用dddp法尋優(yōu);整個尋優(yōu)過程至結(jié)果滿足旁路作用規(guī)則為止。實例計算結(jié)果表明,該方法對解決多階段決策問題,尤其是高維多階段決策問題,是行之有效的。

利用不確定理論,將入庫徑流量設(shè)定為模糊隨機(jī)變量,在不確定環(huán)境下研究梯級水電站短期優(yōu)化調(diào)度問題,并建立了相應(yīng)數(shù)學(xué)模型.應(yīng)用表明,該研究方法具有可行性.

通過闡述系統(tǒng)均衡優(yōu)化思想，提出多目標(biāo)均衡優(yōu)化方法。系統(tǒng)的均衡和優(yōu)化是系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)工程研究的一個重要問題均衡優(yōu)化方法，可有效緩解水電站多年平均發(fā)電量與保證出力之間的矛盾，為水電站優(yōu)化調(diào)度提供一條新思路。

提出一種求解梯級水電站中長期優(yōu)化調(diào)度問題的方法—蟻群算法(antcolonyalgorithm,aca)。算法模擬了螞蟻群體覓食路徑的搜索過程來尋找梯級水電站中長期最優(yōu)調(diào)度計劃。算法把問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。實例計算結(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優(yōu)化調(diào)度問題。算法求解精度高、收斂速度快,為解決梯級水電站中長期優(yōu)化調(diào)度問題提供了一種有效的方法。

利用不確定理論，將入庫徑流量設(shè)定為模糊隨機(jī)變量，在不確定環(huán)境下研究梯級水電站短期優(yōu)化調(diào)度問題，并建立了相應(yīng)數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用表明，該研究方法具有可行性。

以清江隔河巖水電站為例,完整地介紹了一種由動態(tài)規(guī)劃與馬爾可夫隨機(jī)決策過程理論發(fā)展形成的隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃水庫優(yōu)化發(fā)電調(diào)度的理論和方法;并用此方法建立了隔河巖水電站隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃水庫優(yōu)化調(diào)度模型,通過計算,編制了電站的優(yōu)化發(fā)電調(diào)度圖。

研究了中國水電站的分布及其水文、水電調(diào)節(jié)特性,對西南地區(qū)的部分大型水電站群和華中地區(qū)的部分大型水電站群之間的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度建立了調(diào)度模型,將跨區(qū)域的水電站群調(diào)度問題分解為小規(guī)模的問題求解,然后借助水庫調(diào)度知識經(jīng)驗,進(jìn)行總體協(xié)調(diào)。分析結(jié)果表明,開展水電優(yōu)化調(diào)度工作,不僅可以增加水電發(fā)電量,而且可以提高整個水電站群的保證出力,對落實國家\"西電東送\"戰(zhàn)略,優(yōu)化資源配置,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

隨著我國水電能源開發(fā)進(jìn)展逐漸加快,在水庫上下游電力、電力時空聯(lián)系、徑流不確定等因素的影響下,面臨著大規(guī)模水電站群體優(yōu)化調(diào)度的問題,傳統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)化方法調(diào)度規(guī)則簡單,且可操作性較差,存在著一定的局限性,而水電站(群)優(yōu)化調(diào)度控制為題又比較復(fù)雜.本文對國內(nèi)水電站群優(yōu)化調(diào)度的現(xiàn)狀進(jìn)行了探討,并對水電站發(fā)電優(yōu)化調(diào)度規(guī)則的制定提供了可行的優(yōu)化方法.

研究了中國水電站的分布及其水文、水電調(diào)節(jié)特性,對西南地區(qū)的部分大型水電站群和華中地區(qū)的部分大型水電站群之間的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度建立了調(diào)度模型,將跨區(qū)域的水電站群調(diào)度問題分解為小規(guī)模的問題求解,然后借助水庫調(diào)度知識經(jīng)驗,進(jìn)行總體協(xié)調(diào)。分析結(jié)果表明,開展水電優(yōu)化調(diào)度工作,不僅可以增加水電發(fā)電量,而且可以提高整個水電站群的保證出力,對落實國家\"西電東送\"戰(zhàn)略、優(yōu)化資源配置、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。