水電站群裝機(jī)容量分配多目標(biāo)模糊優(yōu)化方法

本文針對(duì)水電站群裝機(jī)容量?jī)?yōu)化分配問題,應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃的四種優(yōu)化技術(shù),建立其數(shù)學(xué)模型,提出了相應(yīng)的求解方法。通過實(shí)例計(jì)算,從費(fèi)用函數(shù)特性、計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)時(shí)等方面對(duì)各種方法進(jìn)行了分析比較,認(rèn)為動(dòng)態(tài)規(guī)劃法是水電站群裝機(jī)容量?jī)?yōu)化分配的較好方法,并對(duì)其實(shí)用性作了評(píng)價(jià)。

根據(jù)梯級(jí)水電站不僅具有電力聯(lián)系而且具有水力聯(lián)系的運(yùn)行特點(diǎn),提出一種以年發(fā)電量和一級(jí)水電站耗水量為優(yōu)化目標(biāo)的梯級(jí)水電站多目標(biāo)長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型。通過定義各目標(biāo)的隸屬度函數(shù),將多目標(biāo)優(yōu)化問題模糊化;采用最大模糊滿意度法將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)非線性規(guī)劃問題;應(yīng)用協(xié)調(diào)粒子群算法(cpso)求解單目標(biāo)優(yōu)化問題。仿真驗(yàn)證了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)度提供了一種新穎有效的途徑。

水電站最優(yōu)裝機(jī)容量的選擇實(shí)質(zhì)上是一個(gè)對(duì)多參數(shù)、多因素、多屬性評(píng)價(jià)的綜合決策問題,因此,根據(jù)某一個(gè)單向目標(biāo)去選擇裝機(jī)容量,得到的結(jié)果未必客觀。通過對(duì)小容量水電站的五種裝機(jī)方法的“定性”分析和“定量”驗(yàn)證,指出了各種方法間的差異缺陷,在此基礎(chǔ)上,提出了應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法選擇裝機(jī)容量的設(shè)想,以期彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法之不足。經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證,采用模糊數(shù)學(xué)的方法是客觀、合理的,具有一定的可行性。

本文從電力系統(tǒng)和水電站群的角度出發(fā)，考慮電站間的必然聯(lián)系和水電群的整體運(yùn)行，建立了規(guī)劃水電站裝機(jī)容量?jī)?yōu)化選擇數(shù)學(xué)模型．該模型由水電群優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算子模型、水電群總工作容量?jī)?yōu)選子模型和規(guī)劃水電站工作容量?jī)?yōu)化分配子模型三個(gè)子模型構(gòu)成，通過三個(gè)子模型的逐步求解和多輪選代，最后即可得到收斂的優(yōu)化裝機(jī)解．本文針對(duì)規(guī)劃水電站工作容量?jī)?yōu)化分配子模型給出了增量判別求解方法．最后是將本模型方法應(yīng)用于云南大朝山水電站裝機(jī)選擇的一個(gè)實(shí)例，計(jì)算結(jié)果表明大朝山水電站的裝機(jī)容量應(yīng)在12o～126萬kw之間．

提出了水電站裝機(jī)容量最優(yōu)分配的未確知數(shù)學(xué)模型。實(shí)例研究表明，文中提出的模型和算法能有效地解決水電站群裝機(jī)容量最優(yōu)分配問題，且計(jì)算簡(jiǎn)便，概念清晰，成果合理，為優(yōu)化分配問題的解決提供了一種新模式。

第9卷第8期水電能源科學(xué) 1991年9月internationa1．1ournalhydroelectricenergy vol9no．3 se1991 水電站群裝機(jī)容量最優(yōu)分配的 實(shí)用網(wǎng)絡(luò)模型 王計(jì)平袁聃釗 (太原工業(yè)大學(xué)) 摘要 拳文提出水電站群裝機(jī)容量最優(yōu)分配的實(shí)用網(wǎng)絡(luò)模型，概念清晰，計(jì)算簡(jiǎn)便 去用，壽優(yōu)化分配提供t一種新的模式． 關(guān)t飼：最優(yōu)分配網(wǎng)絡(luò)模型最短路錢 1．前言 隨著電力系統(tǒng)的日益擴(kuò)大，對(duì)電力系統(tǒng)中待建水電站組成的水電站群的裝機(jī)容量進(jìn)行 撮優(yōu)分配是十分必要的．然而在一般情況下，由于水電站裝機(jī)容量與其計(jì)算支出之間的關(guān) 系往往呈復(fù)雜的非線性關(guān)系，同時(shí)也由于單機(jī)容量等因素限制，因此用線性規(guī)劃，非線性 覿劃等傳統(tǒng)方法進(jìn)行優(yōu)化分配是十分復(fù)雜和相當(dāng)困難的(如整數(shù)非線性規(guī)劃分配問題

本文提出水電站群裝機(jī)容量最優(yōu)分配的實(shí)用網(wǎng)絡(luò)模型,概念清晰,計(jì)算簡(jiǎn)便安用,為優(yōu)化分配提供了一種新的模式。

本文應(yīng)用極小代數(shù)求解水電站群裝機(jī)容量?jī)?yōu)化分配問題,并建立了模型。用算例證明該方法具有概念明確,適應(yīng)性強(qiáng),計(jì)算簡(jiǎn)單和適用于程序化計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。

依據(jù)層次分析法和模糊優(yōu)選理論建立層次分析模糊優(yōu)選模型,探討了小型水電站裝機(jī)容量備選方案的決策優(yōu)選途徑。并從工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、發(fā)電水資源利用率、設(shè)備利用率、發(fā)電效率等角度綜合考慮,以新疆且末縣莫勒切河一級(jí)電站為典型,具體分析了該水電站的最優(yōu)裝機(jī)容量。結(jié)果顯示:該方法與實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)用得裝機(jī)容量相吻合,該模型可以應(yīng)用于實(shí)際工程中。并可很好的解決水電站在裝機(jī)選擇中多目標(biāo)決策難的問題。

桂坑一級(jí)水電站建于1989年十月,本次由于該水電站進(jìn)行技術(shù)改造需復(fù)核確定水電站的裝機(jī)容量。本文介紹"運(yùn)用裝機(jī)容量年利用小時(shí)數(shù)法確定水電站的裝機(jī)容量"的方法來解決這一問題。

多階段多目標(biāo)模糊優(yōu)選決策模型,將傳統(tǒng)的優(yōu)化技術(shù)與模糊集理論有機(jī)地結(jié)合起來,進(jìn)一步拓廣了多階段單目標(biāo)動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型,它能有效地解決多目標(biāo)方案優(yōu)選問題。在介紹模型及其求解方法的基礎(chǔ)之上,將模型應(yīng)用于水電站群的容量?jī)?yōu)化分配中,獲得了滿意決策。

為保障梯級(jí)水電站群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度問題的計(jì)算效率和求解精度,提出了基于fork/join多核并行框架的并行多目標(biāo)遺傳算法.該方法以多目標(biāo)遺傳算法為基礎(chǔ),引入多種群異步進(jìn)化策略保證種群間個(gè)體多樣性;采用遷移機(jī)制保障子種群的信息有機(jī)互饋,提升算法收斂性和解集多樣性;利用并行技術(shù)實(shí)現(xiàn)子種群在各內(nèi)核的同步求解,提高計(jì)算效率.針對(duì)問題特點(diǎn),耦合個(gè)體實(shí)數(shù)串聯(lián)編碼方法、混沌初始化種群策略和約束pareto占優(yōu)機(jī)制等,進(jìn)一步提升方法尋優(yōu)性能.瀾滄江流域梯級(jí)水電站群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果表明,所提方法可充分利用多核資源,提升模型計(jì)算效率與求解精度,并能獲得分布均勻、合理可行的調(diào)度方案集,為水電系統(tǒng)多目標(biāo)高效決策提供科學(xué)依據(jù).

針對(duì)水電站裝機(jī)容量選擇和確定計(jì)算方法所存在的問題,提出了基于水庫(kù)能的裝機(jī)容量計(jì)算方法。首先將通過分析水庫(kù)水體的水能、動(dòng)能和壓能的分布、輸移和轉(zhuǎn)換形式,提出了水庫(kù)能的概念。以發(fā)電量最大化和水能利用最大化為目標(biāo),提出水電站裝機(jī)容量的計(jì)算方法。以紅水河流域某一水電站為例進(jìn)行了仿真計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,水庫(kù)可用水量、入庫(kù)流量、洪水流量對(duì)水電站裝機(jī)容量有較大影響。

水電站裝機(jī)容量大小直接關(guān)系水電站的規(guī)模和動(dòng)能效益、水能資源利用程度及水電站的投資和設(shè)備的合理利用,其選擇是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)問題。在研究水電站裝機(jī)容量影響因素及不合理現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,揭示了傳統(tǒng)裝機(jī)容量選擇不合理的原因:在對(duì)國(guó)內(nèi)外水電站裝機(jī)利用小時(shí)調(diào)查的基礎(chǔ)上,對(duì)水電站裝機(jī)容量選擇的趨勢(shì)做了一定推測(cè)。

大型水電站裝機(jī)容量論證工作具有相當(dāng)技術(shù)難度和挑戰(zhàn)性,涉及面廣。金安橋水電站屬于被補(bǔ)償電站,上游的調(diào)節(jié)水庫(kù)對(duì)電站的動(dòng)能指標(biāo)影響較大。因此,電站裝機(jī)容量的選擇需針對(duì)調(diào)節(jié)水庫(kù)的投產(chǎn)時(shí)序、調(diào)節(jié)水庫(kù)的規(guī)模等關(guān)鍵因素進(jìn)行研究,并經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,最終確定電站裝機(jī)規(guī)模。

百色水利樞紐是一座以防洪為主，兼有發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、供水等綜合效益的工程，通過興利與防洪結(jié)合的徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，廣西電網(wǎng)的電力電量平衡計(jì)算，電力系統(tǒng)現(xiàn)值費(fèi)用計(jì)算，以及電站下游不穩(wěn)定流計(jì)算，最后選定電站的裝機(jī)容量為５４０ｍｗ。

利用大系統(tǒng)和模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃理論與方法,分析和探討了水電站水庫(kù)群模糊優(yōu)化調(diào)度問題,建立了水電站水庫(kù)群模糊優(yōu)化調(diào)度模型,提出一種目標(biāo)協(xié)調(diào)-模糊規(guī)劃法。理論實(shí)例計(jì)算表明,所建立的模糊優(yōu)化調(diào)度模型和提出的ib-fp法是可行和有效的。

水電是我國(guó)能源開發(fā)中優(yōu)先發(fā)展的項(xiàng)目,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重大意義。目前國(guó)內(nèi)采用的水力機(jī)械選擇設(shè)計(jì)方法及理論與國(guó)外先進(jìn)水平相比尚有較大差距,這在一定程度上制約了水電建設(shè)的發(fā)展。作者針對(duì)這一問題,對(duì)國(guó)內(nèi)外水電站水力機(jī)械選擇的發(fā)展及現(xiàn)狀作了全面的分析、概括

深入的分析了當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)中的優(yōu)化方式,并且就多目標(biāo)模糊優(yōu)化方法進(jìn)行闡述,以當(dāng)前最為普遍的混凝土簡(jiǎn)支梁為研究對(duì)象,建立了與實(shí)際相符的數(shù)學(xué)模型以及模糊目標(biāo)集,并且理解了該種設(shè)計(jì)理念的基本原理以及應(yīng)用范圍,從而為遺傳算法獲取目標(biāo)函數(shù)提供最優(yōu)解。通過對(duì)于該技術(shù)的研究和分析,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用該技術(shù)是當(dāng)前進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的最優(yōu)化方法。

本文在綜合分析現(xiàn)行水力機(jī)械選型設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,以水電工程取得最佳的總體綜合效益為目標(biāo),提出多系統(tǒng)、多層次、多因素的模糊層次優(yōu)化方法。通過建立模糊遞階層次分析模型及數(shù)學(xué)模型,將定量特別是定性指標(biāo)分析判斷科學(xué)量化,保持了前后比較判斷的主客觀相一致。實(shí)例表明,該法應(yīng)用靈活可靠,能顯著提高設(shè)計(jì)進(jìn)度和質(zhì)量,選定的水力機(jī)械方案先進(jìn)合理可行。

應(yīng)用多目標(biāo)模糊優(yōu)化方法,采用了相對(duì)隸屬度的概念,具有更客觀評(píng)價(jià)結(jié)果的特點(diǎn),在滿足既定方案的要求下,按照某一衡量指標(biāo),克服了具體問題難以建立隸屬度函數(shù)的缺陷,旨在改進(jìn)單目標(biāo)工程施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃優(yōu)化技術(shù)。結(jié)果證明,該方法在施工多目標(biāo)方案優(yōu)選中,概念清楚,適用性較強(qiáng),可應(yīng)用于工程決策的各個(gè)階段,禰補(bǔ)了單一目標(biāo)優(yōu)化決策不足,可以改善網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù),具有較廣泛的應(yīng)用前景。

本文提出了一種用于配電網(wǎng)自愈重構(gòu)的multi-agent仿真系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)自愈重構(gòu)可以定義為配電網(wǎng)多目標(biāo)組合優(yōu)化過程,設(shè)計(jì)采用了智能實(shí)體表示本地配電的操作狀態(tài),通過智能實(shí)體的交互及實(shí)體間建立關(guān)系網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù).自愈優(yōu)化多目標(biāo)主要包括:饋線之間的負(fù)載平衡、節(jié)點(diǎn)電壓的最小偏差、最小功率損耗和分支電流約束.基于模糊多目標(biāo)評(píng)估其每個(gè)目標(biāo)的預(yù)期值,通過自主智能實(shí)體的協(xié)商完成網(wǎng)絡(luò)自愈重構(gòu).通過仿真結(jié)果表明,該方法能夠有效的提高自愈性能.