松江河梯級(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型分析

小山人工砂石加工廠是東北地區(qū)最大，最先進(jìn)的砂石加工廠，由精碎車(chē)間，中碎車(chē)間，制砂車(chē)間，篩分車(chē)間等５個(gè)車(chē)間組成，該廠的粗碎碎和篩分能力為２００ｔ／ｈ，工藝布置緊湊合理，設(shè)備先進(jìn)，構(gòu)筑物的安裝拆遷方便。系統(tǒng)由水利部東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，松江河發(fā)電廠承建，中水一局。

松江河梯級(jí)水電站由松山引水工程、三道松江河水工程及松江河上小山、雙溝、石龍３個(gè)水電站組成。松江河梯級(jí)的興建，提高了下游撫松縣城的防洪能力。工程開(kāi)工后可促進(jìn)中小城鎮(zhèn)的形成與發(fā)展，改善環(huán)境條件。

針對(duì)松江河梯級(jí)水電站后續(xù)工程建設(shè)的必要性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性、實(shí)行電力市場(chǎng)后競(jìng)價(jià)上網(wǎng)能力等進(jìn)行了探討,對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下可能出現(xiàn)的幾種典型管理模式所對(duì)應(yīng)的建設(shè)組合方案進(jìn)行了論證,推薦了后續(xù)建設(shè)方案,并提出建議。

近年來(lái)我國(guó)混凝土面板堆石壩建設(shè)迅速發(fā)展,其趾板灌漿技術(shù)也得到迅速發(fā)展,本文通過(guò)松江河梯級(jí)水電站小山、松山、雙溝3座混凝土面板堆石壩趾板灌漿試驗(yàn)的工程實(shí)例,對(duì)混凝土面板堆石壩趾板灌漿技術(shù)進(jìn)行總結(jié),為其他工程的灌漿設(shè)計(jì)及施工提供一定的借鑒。

文中通過(guò)簡(jiǎn)要敘述松江河梯級(jí)水電站的原有撫松梯級(jí)調(diào)度計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及存在的問(wèn)題,提出了監(jiān)控系統(tǒng)的改造方案,并對(duì)其系統(tǒng)軟件配置、監(jiān)控系統(tǒng)功能及通訊系統(tǒng)配置進(jìn)行了介紹。

建立了梯級(jí)水電站短期周優(yōu)化調(diào)度的梯級(jí)蓄能最大模型,在此基礎(chǔ)上采用動(dòng)態(tài)搜索算法對(duì)其進(jìn)行求解。通過(guò)嚴(yán)密的理論推導(dǎo)和詳盡的實(shí)例分析探討了流域梯級(jí)電站負(fù)荷最優(yōu)分配規(guī)律。梯級(jí)電站負(fù)荷最優(yōu)分配主要由梯級(jí)水庫(kù)的區(qū)間入流關(guān)系和水庫(kù)特性決定,其結(jié)論可指導(dǎo)流域梯級(jí)電站優(yōu)化運(yùn)行,為集控中心調(diào)度和指導(dǎo)實(shí)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(duì)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。

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。

在市場(chǎng)環(huán)境中系統(tǒng)電價(jià)和負(fù)荷一定的情況下,將效益最大化作為系統(tǒng)優(yōu)化準(zhǔn)則,運(yùn)用水資源價(jià)值系數(shù)、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)、折舊費(fèi)及其他費(fèi)用等成本因素,建立分時(shí)電價(jià)梯級(jí)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(jī)組啟停問(wèn)題,采用精英策略節(jié)約計(jì)算內(nèi)存和優(yōu)化時(shí)間。最后,運(yùn)用我國(guó)西南地區(qū)某梯級(jí)流域中三個(gè)連續(xù)水電站的數(shù)據(jù)建立了調(diào)度模型并運(yùn)用層結(jié)構(gòu)算法進(jìn)行仿真;并從理論方面分析了仿真結(jié)果中的每一個(gè)變化,對(duì)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(shuō)明建立的模型是合理的,提出的方法是可行而有效的。

選取梯級(jí)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(duì)模型進(jìn)行求解,以烏江梯級(jí)電站為例,通過(guò)對(duì)流域不同頻率來(lái)水情況的發(fā)電量進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而總結(jié)了烏江梯級(jí)電站短期優(yōu)化調(diào)度的發(fā)電規(guī)律,為短期調(diào)度計(jì)劃的制定提供了決策指導(dǎo)。

基于西江公司水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng),探討研究其所屬的梯級(jí)貴港和桂平2座水電站短期優(yōu)化聯(lián)合調(diào)度,建立了梯級(jí)發(fā)電量最大模型和考慮調(diào)峰約束模型,介紹了\"離散微分動(dòng)態(tài)規(guī)劃(dddp)算法\"的求解方法,并利用該方法進(jìn)行了具體實(shí)例計(jì)算,深入分析了枯、平、豐3種不同流量的來(lái)水日下發(fā)電量最大模型的優(yōu)化結(jié)果和考慮調(diào)峰約束的影響,為公司梯級(jí)水電站合理安排負(fù)荷分配提供一定的借鑒。

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。

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。

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。

本文應(yīng)用隨機(jī)優(yōu)化方法，以黃河上游梯級(jí)水電站群為例，對(duì)梯級(jí)水電站群的興利優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究，并對(duì)梯級(jí)的多年運(yùn)行成果進(jìn)行了分析．由于對(duì)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(wèn)題．結(jié)果表明，所建立的模型是合理可行的．

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)。考慮市場(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。

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.

將改進(jìn)型螞蟻算法用于梯級(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,并通過(guò)引入遺傳算法的交叉和變異思想以及自適應(yīng)搜索半徑方法提高了螞蟻算法的搜索能力．以最小耗水率模型為例,給出了梯級(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題改進(jìn)型螞蟻算法的數(shù)學(xué)描述和求解的算法步驟,并通過(guò)龍羊峽-李家峽梯級(jí)水電站實(shí)例驗(yàn)證了改進(jìn)型螞蟻算法的優(yōu)越性．結(jié)果表明,與遺傳算法相比,改進(jìn)型螞蟻算法獲得了更優(yōu)的調(diào)度方案．優(yōu)化結(jié)果在取得更低耗水率的同時(shí),減少了機(jī)組的啟停次數(shù),并且使所有機(jī)組連續(xù)高效運(yùn)行,從而降低了機(jī)組的維護(hù)費(fèi)用,并增加了梯級(jí)的經(jīng)濟(jì)效益．

松江河梯級(jí)水電站二期工程造價(jià)管理——松江河梯級(jí)水電站二期工程建設(shè)管理按照現(xiàn)代企業(yè)制度，組建了有限責(zé)任公司，實(shí)行業(yè)主負(fù)責(zé)制；嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；全面推行招投標(biāo)制，優(yōu)選承包商；加大監(jiān)理力度，實(shí)行工程監(jiān)理制；深化合同管理，減少合同糾紛；建...

松江河梯級(jí)水電站二期工程建設(shè)管理按照現(xiàn)代企業(yè)制度,組建了有限責(zé)任公司,實(shí)行業(yè)主負(fù)責(zé)制;嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān),不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案;全面推行招投標(biāo)制,優(yōu)選承包商;加大監(jiān)理力度,實(shí)行工程監(jiān)理制;深化合同管理,減少合同糾紛;建設(shè)過(guò)程中以提高電站整體經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),把造價(jià)管理作為工程建設(shè)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),既合理降低了工程造價(jià),又保證了工程質(zhì)量和進(jìn)度。

松江河梯級(jí)水電站二期工程建設(shè)管理按照現(xiàn)代企業(yè)制度，組建了有限責(zé)任公司，實(shí)行業(yè)主負(fù)責(zé)制；嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；全面推行招投標(biāo)制，優(yōu)選承包商；加大監(jiān)理力度，實(shí)行工程監(jiān)理制；深化合同管理．減少合同糾紛；建設(shè)過(guò)程中以提高電站整體經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，把造價(jià)管理作為工程建設(shè)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，既合理降低了工程造價(jià)，又保證了工程質(zhì)量和進(jìn)度。

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。