行舟[1]2001年在《甘肃电网黄河梯级水电站短期经济调度研究》文中提出梯级水电站群短期经济调度是电网优化运行的重要组成部分，正确、合理的安排梯级水电站群的运行方式对整个电网的安全、稳定、经济运行至关重要。本文针对甘肃电力系统对黄河上游梯级水电站群的调度一直以经验为依据的状况，提出了一个符合实际的梯级水电站群短期经济调度模型，在四个水电站之间实现了优化调度。 本文在对水电厂运行特点进行分析的基础上，提出了水轮机的最优出力曲线和最优耗水曲线的关系表达式。以此作为建立数学模型的基础。同时，本文还分析了制约梯级水电站各个因素，将原问题化为一个有约束非线性规划问题。 以在一个调度周期梯级水电站群耗能量最低做为优化目标，以各种限制条件作为约束条件建立了数学模型，并用罚函数对该问题进行了求解，在满足电网给定的梯级水电站日负荷和各项综合利用要求的同时，得到黄河上游梯级水电站的最优日运行方式，并验证其的确优于目前的调度方式。
万毅[2]2008年在《黄河梯级水库水电沙一体化调度研究》文中认为本文以黄河梯级水库水电沙一体化优化调度的理论基础、相关数学模型的建立和求解、优化决策的实现方法为研究对象，系统分析了梯级水库群的功能评价、黄河梯级水库水量调度问题、梯级水库电站发电调度问题、水库排沙调度问题、梯级水库水电沙一体化调度的主要理论和方法、梯级水库水电沙一体化调度管理系统如何实现等重要问题，得出了相应的结论。本文提出建立黄河梯级水库群功能评价体系。明确了指标权重的获取以及指标量化方法，主要就水库调度功能综合评价方法和应用进行了研究。通过对多级模糊综合评价理论的分析，建立了梯级水库调度功能综合评价的模糊综合评价模型，设计了模糊综合评价的流程。结果表明，本文提出的分析方法能较为客观地分析水库对调度运行的贡献和自身的调度运行趋势，为宏观调度决策提供了新的方法和思路。本文通过对黄河水量调度问题进行研究，分析了黄河水资源的特点、水量调度的特点、调度工作的历史发展和调度决策过程。通过介绍目前黄河水量调度主要采用的自适应模型，提出为使水调工作和电调工作不发生大的矛盾，应在自适应模型的求解环节中加入发电指标的改进决策方法。本文通过分析黄河水能利用概况，结合水能的可储备、随机性、灵活性的突出特点，介绍了黄河水能开发的历史以及目前黄河干流己建成的大型水利枢纽工程的主要水能指标。对于梯级水电站优化调度运行问题作了展开分析，介绍了主要的优化调度问题和优化准则。基于水电站最优运行的原则和黄河上重点水电站的特性，本文以黄河上的李家峡电站和万家寨电站为例，主要研究了电站短期优化调度运行问题。本文根据工程实际需求，提出并建立定水量调峰和分时电价下的梯级电站发电模型并优化求解。提出了梯级调峰适应度指标，通过分析影响梯级调峰的主要因素，建立了判断梯级调峰适应性的概化模型。本文通过总结并综合分析多沙河流水库排沙调度的方法，研究了黄河上处于不同淤积阶段的青铜峡、叁门峡、万家寨、小浪底四座大型工程，说明多泥沙河流不同淤积阶段的排沙调度运行方式，引入适用的模型和方法对这些水库进行排沙优化调度研究，对多沙河流的大型水利枢纽综合优化运行调度总结出一套较为全面的研究理论和解决方案。本文首次提出了“水电沙一体化”调度的概念，分析了日常所用“一体化”概念的主要特点，针对黄河梯级水库调度的理论和实践，从主体（即调度者）和客体（即调度对象）的不同角度分析了“一体化”概念在梯级水库调度中的内涵和外延。重点对黄河梯级水库调度涉及的流域机构、电网、发电企业、用水部门等作了主体关系分析，对“水”“电”“沙”叁项主要指标的相互关系进行了综合分析。同时提出实现一体化调度需要应用的多学科理论体系，研究了黄河梯级电站实行一体化调度的可行性和关键技术。最后，本文提出建立黄河梯级水库一体化调度管理系统。从黄河上游梯级水电群、西北电网和流域机构的日常调度业务出发，研究了一体化调度系统的概念和意义，根据西北电网在黄河上游水调工作中的地位，分析了建设一体化调度系统的现实需求。本章对黄河上游水电沙一体化系统进行了功能和结构设计，包括优化模型设计等重要内容，提出了系统建设方案和系统总体设计方案，最后并对系统的建设和实施方案中的关键技术路线作了阐述。
裴哲义[3]2012年在《大型流域水电站水库群联合优化调度及风险分析》文中研究说明近年来,随着我国大力发展水电方针的落实,水电事业得到快速发展,我国已成为世界水电第一大国。特别是随着近几年大机组、巨型电站的投运,水电厂安全经济运行和大型流域水电站水库群的优化调度问题受到人们的高度重视。开展大型流域水电站水库群联合优化调度,不仅关系到水库群自身的安全和经济利益,也关系到电网的安全经济运行以及防洪、航运、供水等多方面的利益。符合建设资源节约型、环境友好型社会的要求,也是实现节能减排目标的重要途径。本文以大型流域水电站水库群的联合优化调度和水调自动化系统建设为研究对象,从优化调度模型构建、求解策略和方法、优化调度目标确定、对电网运行风险分析和水调自动化系统建设等方面深入探讨了水电站水库群联合优化调度问题,并取得了如下主要成果：(1)水库运行调度管理及水调自动化系统建设。对我国水库调度管理的现状以及取得的成就进行了全面的总结分析,并对我国水电站水库和电网水调自动化技术的发展和管理进行了深入探讨,指出了水库调度管理和水库调度自动化系统建设管理方面存在的问题和不足；从构建新型水电站水库调度管理体系,加强大型流域水电站水库群管理、加快现代智能电网调度自动化系统建设以及完善标准体系等方面提出了设想和建议,将对今后我国水库调度工作的开展和水库调度自动化系统的建设管理起到一定的积极作用。(2)大型流域水电站水库群联合优化调度模型研究。针对长江上游巨型水电站水库群联合优化调度模型的多目标及多约束特点,分别按整体系统、局部电网和河流梯级叁个空间层次,在满足水库综合利用要求的前提下,建立了长期、中期、短期的多维时间尺度联合调度模型,并在传统动态规划及其改进方法、现代智能仿生算法的基础上,研究引入了自调整参数的粒子群优化算法对其进行求解,为地区电网、区域电网以及互联电网条件下的大型流域水电站水库群联合优化调度提供了重要的技术支撑。(3)大规模多约束联合优化调度模型的解算方法研究。针对水电站水库群联合调度这个涉及多水力联系、电力联系和多目标、多约束的高维、动态、非线性的系统优化问题,引入了基于MPI(消息传递标准)与OpenMP(共享存储编程模型)混合控制的双层并行优化方法,成功实现了多进程与多线程的同步并行计算,为大规模多约束的水电站水库群联合优化调度提供了一条快速求解途径。(4)大型流域水电站水库群联合优化调度实例分析。研究了中国水电站的分布及其水文、水库调节特性,针对西南地区长江上游的部分大型水电站水库群和华中地区长江中下游的部分大型水电站水库群,建立了联合优化调度模型,将大型流域水电站水库群优化调度问题分解为各个小规模的问题求解,然后借助水库调度知识经验进行总体协调。分析结果表明,开展大型流域水电群优化调度工作,不仅可以增加水电发电量,而且可以提高整个水电站群的保证出力。(5)大型流域控制型水库蓄放水风险分析。以叁峡水库2008年实验性蓄水为例,对2008年度试验性蓄放水过程进行了细致分析,并从蓄水时间、蓄水目标、蓄水过程和消落过程等方面研究了整个蓄放水过程对电网运行的风险。提出了叁峡水库蓄放水时间和应遵循的原则,将对今后叁峡梯级电站运行以及流域水库群联合调度有一定的指导作用。(6)大型流域水电站水库群调度自动化系统建设。根据大型流域水库群调度的需要,提出了大规模水电站水库群调度自动化系统建设的计算机网络及软件结构;在基础应用平台及叁维视景仿真建设方面,对数据通信、数据库、人机界面等进行全面分析研究,特别是针对流域仿真、枢纽工况仿真等需求,研究提出了结合虚拟现实技术和地理信息系统(VR&GIS)的解决方案,提供了直观、互操作性良好的信息终端服务系统,满足了专业应用需求。
李娟[4]2017年在《面向风电消纳的梯级电站等效蓄能研究》文中研究表明近年来,我国对风电资源进行了大规模、集约化开发,使得风电一跃成为继火电、水电之后的第叁大电源。大规模的风电并网,使得电力系统调峰矛盾日益严重,各地区均出现了十分严重的“弃风限电”现象,已成为影响我国风电产业发展的首要问题。研究面向风电消纳的梯级电站等效蓄能方法、挖掘现传统电源调节裕度,对提高电力系统消纳风电能力具有重要意义。本文分析了风电场出力特性和影响风电消纳的主要因素,研究了风电出力特性对系统调峰裕度的影响,引入“等效负荷”概念,得出满足风电消纳的“等效负荷”曲线,从调度方式上实现风电最大化消纳。通过挖掘梯级水电站之间的可调库容与互补能力,以梯级水电站期末蓄能等于或者大于期初蓄能为限制条件,建立了等效蓄能模型和风电——梯级水电站联合优化运行的数学模型。以叁级梯级水电站与风电联合优化运行为例,分别根据风电出力受限、不受限和风电出力不足叁种优化调度方式确定了模型求解方法,理论上实现了风电全额上网。本文以我国甘肃部分风电场和梯级水电站为例,进行算例分析,结果表明:充分利用梯级水电站之间库容的互补能力进行等效蓄能,通过下调上级水电站最小出力和引水发电流量,可以有效提高风电场上网出力,风电弃风率明显下降,降幅达到16%以上,但由于水库调节能力有限未能实现风电全额上网。
许伟[5]2015年在《龙羊峡、刘家峡河段梯级水库联合运用相关问题研究》文中认为本文结合黄河上游梯级水库及相关流域的特点,以黄河上游龙羊峡、刘家峡河段6座梯级水库为研究对象,对水电站群的联合运用等相关问题进行了研究。首先结合我国经济发展进入新常态的形势,对水电行业前景进行介绍,借此引入研究梯级水库联合调度的宏观背景、实际工程背景等,分析了本文的研究目的和意义,分析了国内(外)水库(群)研究概况,并详细整理了国内外水库调度研究的进展,并结合实际分析了水库调度研究存在的主要问题和发展方向。针对龙、刘河段的具体情况,分析了该河段水库需要承担的综合利用任务要求,并介绍了该河段水电开发状况及梯级电站的经济技术资料,为后续的水能计算、发电优化调度的研究提供物理基础。根据龙、刘河段梯级水库相关水文站历史径流资料,对黄河上游径流(来水量)进行了定性、定量分析。了解了黄河上游来水的丰枯情况、时间变化趋势、空间水量组成等,为水能计算、梯级优化调度提供数据支撑。根据已有资料,分析了龙、刘两库作为骨干水库的现状运用方式,以及龙羊峡初期运行长期处于低水位的原因。由于龙、刘两库相互配合调蓄,分析了两库在不同年份的调蓄特点。讨论了两水库年内泄放过程特点,尤其是刘家峡水库凌汛期泄放流量过程和龙羊峡水库汛期大量蓄水带来的特殊问题。建立了龙、刘河段梯级电站的多年发电优化的数学模型,详细分析了逐次优化—遗传算法在该河段水库群优化调度实践中的应用,介绍了算法的编程实现过程(利用C++语言),给出了主、子程序模块的框架图,并介绍各函数模块涉及的具体内容。依托模型计算出梯级水库的多年平均发电量,作出龙、刘水库多年平均月泄放流量过程图以及梯级各水库基于月尺度的期望蓄水位及包络线图,并将调度结果与现状运用方式进行对比。研究了多年调节水库起调水位对联合调度发电的影响,并讨论了龙羊峡水库抵御不确定来水的能力。
谢蒙飞[6]2017年在《梯级水电站随机发电调度及调峰计划编制研究》文中研究说明近年来,受气候变化和人类活动的双重影响,流域水循环过程和水资源时空分布规律发生了深远变化,极端水文事件频繁发生,水文过程呈现出强烈的随机性,现有的预报理论与方法难以满足工程实际应用中梯级水电站群联合调度对入库径流预报精度和预见期的要求;另一方面,随着流域水电站群的大规模建设和投运、新能源的大规模开发与并网、西电东送能力不断扩大和电网峰谷差异日益增大,水电能源系统优化运行与管理中涉及的复杂现象和问题日益凸显,给流域梯级水电站群联合优化调度带来了新的挑战。为此,本文围绕梯级水电站随机发电优化调度和短期调峰调度面临的若干科学问题,结合水电站经济运行理论、运筹学、规划原理和智能优化方法,以实现水能资源的高效利用和解决实际工程应用问题为目标,对随机来水下的梯级水电站群联合发电优化调度和复杂约束下的短期调峰计划编制问题开展了深入研究,取得的一些有价值的研究成果可供流域相关调度部门参考,部分成果已己集成到“多调度主体水电站群联合调度软件”和“杂谷脑梯级优化调度系统”,并在国家电网西南分部和中国华电集团四川分公司实现了工程应用。论文的主要研究内容和创新成果包括:(1)为解决不确定来水下溪洛渡-向家坝梯级水电站长期发电优化调度问题,首先不考虑径流预报,以规避来水预报不确定性对水库调度的影响,利用长系列历史径流资料进行调度图控制线优化,提出了梯级联合蓄能调度图绘制及优化方法,在满足梯级发电保证率的条件下,实现了历史多年平均发电量最大化;随后考虑中长期径流预报不确定性的影响,对月径流预报误差分布规律进行分析,进一步,采用蒙特卡洛模拟方法随机生成径流序列,建立了考虑径流预报误差的长期发电调度优化模型,并提出一种改进的并行逐步优化算法进行模型求解,根据求解结果给出了优化调度置信区间,并据此绘制出直观且信息更为丰富的预报调度图用以指导水库运行,为解决随机来水下梯级电站长期发电优化调度问题提供了一种新思路。(2)围绕金沙江下游梯级水电站群枯水期水位消落问题,研究工作从经典蓄供水判别式法入手,分析了运用判别式法进行枯水期发电调度时的问题和缺陷。进而综合考虑梯级最小出力最大和总发电量最大两个目标,建立了梯级水电站枯水期多目标优化调度模型,相应地提出一种改进多目标差分进化算法对模型进行求解,并基于叁种来水典型年的调度计算结果,采用隐随机优化方法提取水位消落控制规则,最终提出一种结合判别式法和控制规则进行梯级电站水量调度操作的方法。研究结果表明,提出的方法能够充分发挥梯级电站补偿效益,显着提高了水能利用率,可为合理制定金沙江下游梯级水电站枯水期水位消落运行方案提供借鉴和指导。(3)为考虑随机径流对水电站中期发电调度的影响,首先,将径流过程描述为相邻时段径流相关的简单离散时间马尔可夫链,采用概率约束条件和期望值目标,建立了均衡考虑效益和风险的机会约束期望值模型,并提出采用随机动态规划方法滚动求解;其次,为充分利用预报信息提高水库调度效益,提出了基于逐日滚动和实时校正的动态控制优化模型,考虑水量在余留期各个时段之间的随机分配,利用面临时段的短期日径流预测结果和未来余留时段中长期平均径流预测结果计算得到了最优水位控制策略,并根据实际情况实时对调度决策进行滚动修正。以溪洛渡电站为实例,对两种方法进行了对比验证,并与确定性动态规划计算得到的结果比较,分析总结了各方法的优劣和适用性。(4)针对梯级水电站群短期调峰问题,从流域集控中心制定梯级电站日发电建议的角度出发,以杂谷脑流域梯级水电站为例开展研究,综合考虑径流预报信息、振动区约束、梯级电站间水流时滞等因素,建立了梯级水电站联合调峰发电效益最大模型,提出结合离散微分动态规划和逐步优化算法求解负荷分配问题,应用等微增率原则和预想出力方法解决机组优化问题,在较短的时间内制定出了兼顾电网调峰需求、同时满足电站及机组多重复杂约束的梯级电站负荷优化分配和机组组合方案。计算结果表明,建立的方案能有效减小梯级电站弃水量并增加发电效益,可为保障梯级水电站群安全、稳定、高效、经济运行提供技术支持。
赵廷红, 孙志璇, 李凤丽[7]2017年在《基于分时电价的梯级水电站短期优化调度》文中指出针对梯级水电站采用的以发电效益最大化为目标的优化数学模型具有一定局限性且未考虑峰谷电价影响的问题,在原有发电效益的基础上增加峰、平、谷电价,不同时段给予不同电价进行优化,提出基于分时电价的梯级水电站优化调度数学模型.以黄河上游的梯级水电站为例,采用Matlab软件的模式搜索法、遗传算法分别对模型进行求解,验证该优化调度数学模型的正确性及算法的合理性和可靠性,从而为市场环境下高维、复杂的梯级水电站短期优化调度提供了一种新的求解途径.
朱建全[8]2008年在《基于机会约束规划的梯级水电站短期优化调度》文中提出梯级水电站优化调度具有显着的经济效益和社会效益。随着能源短缺的日益加剧和电力体制改革的不断深化,合理利用水资源,提高水电整体质量和效益,对调整能源结构和实施可持续发展战略具有重要的现实意义。从研究梯级水电站的水能优化利用的思路出发,本文研究了不确定性条件下的梯级水电站短期优化调度和水火电力系统短期优化调度问题,并提出一种混合粒子群算法(HPSO)对问题进行求解,在提高水能资源利用效率和降低电力系统运行成本方面具有一定的实际意义。论文以一定时期内可能实现的总的目标利润最大化为目标,在满足一定的置信水平的前提下满足约束条件,基于机会约束规划构建了一种新的梯级水电站短期优化调度策略。模型全面分析了蓄水量、弃水量、前池水位、放水路水位、发电水头之间的关系,并考虑了电价、入库径流量、机组运行状况等不确定因素对梯级水电站短期优化调度问题的影响。该模型可以根据梯级水电站的实际情况协调风险和利润这两个相互矛盾的指标,实现最优化决策。论文分析了电力市场中日前交易和实时交易的关系,考虑了水火电力系统的水力联系和电力联系,针对各种不确定性因素的影响,基于机会约束规划提出了一种新的水火电力系统短期优化调度的不确定性风险管理模型。该方法兼顾日前交易和在此计划下可能存在的实时交易的费用,提高了水力资源的利用程度,提高了电力系统的运行效益,为实现系统的火电机组和用以实时平衡的功率调整的费用最小化提供了新的研究思路。针对粒子群优化(PSO)算法易陷入局部最优的缺点,论文把灾变理论、混沌优化思想和基本粒子群算法结合起来,形成一种HPSO算法。根据粒子群算法和灾变理论都起源于自然界的生命现象的特点,将灾变理论作为粒子群算法早熟收敛的判据,并根据混沌优化的遍历性、随机性和规律性的特点,利用混沌优化的Logistic方程对陷入早熟收敛后聚集在全局最优粒子周围的粒子位置进行重新的调整。给出了收敛至全局最优解的定义,并从概率测度的角度证明HPSO依概率收敛至全局最优解。该算法扩大了种群的搜索空间,增加了种群的多样性,改善了基本粒子群算法摆脱局部极值点的能力,便于处理复杂约束条件,为求解具有复杂约束条件的非线性规划问题提供了一种简单有效的方法。将HPSO算法嵌入蒙特卡罗随机模拟中对本文提出的模型进行求解。该方法不必将复杂的机会约束规划问题转化为确定性问题再进行求解,比传统的方法更为简单有效。算例的计算结果表明了本文提出方法的有效性。
刘杨, 靳少波[9]2015年在《优化调度研究在黄河上游梯级水库调度中的应用》文中认为介绍了近年来各有关单位在黄河上游梯级水库所做的优化调度研究成果,通过分析黄河水电公司生产运行中的应用情况,结合黄河上游梯级电站实际,提出今后水库优化调度工作的建议。
吴华峰[10]2004年在《李家峡双排机水电站优化运行研究》文中进行了进一步梳理黄河上游水电资源丰富,是我国有名的水电“富矿”之一。李家峡水电站是目前世界上最大的双排机水电站,装机1600(4×400)MW,是西北电网中的骨干调频、调峰电厂。在国家深化电力体制改革的形势下,探讨李家峡水电站的优化运行方式,是为今后黄河上游水电的梯级开发研究所做的基础工作,不仅与西北电网安全运行息息相关,而且与提高西北电网经济运行水平关系重大,将对黄河上游水电资源的合理开发起到积极的促进作用。在电站的运行优化研究同时考虑电站的运行效率的优化、运行状态的优化和电网安全问题是必要的,针对李家峡双排机的水电站的优化运行问题开展以下几方面的研究:(1)总结近几年来李家峡电站的运行经验,分析电网对李家峡电站运行的要求,提出了运行存在的问题和优化运行的研究方向。(2)开展李家峡机组和厂房结构的现场振动测试,研究机组振动特性和不利工况区,提出了李家峡双排机电站机组运行的禁止运行区、限制运行区和稳定运行区。(3)研究李家峡双排机水电站运行效率和运行状态同时优化运行方式。利用遗传算法和蚂蚁算法建立了李家峡水电站在带固定负荷和调频工况下的厂内负荷优化分配模型,并与实际运行工况进行对比分析。该模型能较好地反映电站的实际情况,而且简单易懂,计算结果可作为电网调度人员及运行操作人员的决策依据,具有较高的实用价值。
参考文献：
[1]. 甘肃电网黄河梯级水电站短期经济调度研究[D]. 行舟. 重庆大学. 2001
[2]. 黄河梯级水库水电沙一体化调度研究[D]. 万毅. 天津大学. 2008
[3]. 大型流域水电站水库群联合优化调度及风险分析[D]. 裴哲义. 华北电力大学. 2012
[4]. 面向风电消纳的梯级电站等效蓄能研究[D]. 李娟. 西安理工大学. 2017
[5]. 龙羊峡、刘家峡河段梯级水库联合运用相关问题研究[D]. 许伟. 清华大学. 2015
[6]. 梯级水电站随机发电调度及调峰计划编制研究[D]. 谢蒙飞. 华中科技大学. 2017
[7]. 基于分时电价的梯级水电站短期优化调度[J]. 赵廷红, 孙志璇, 李凤丽. 兰州理工大学学报. 2017
[8]. 基于机会约束规划的梯级水电站短期优化调度[D]. 朱建全. 广西大学. 2008
[9]. 优化调度研究在黄河上游梯级水库调度中的应用[J]. 刘杨, 靳少波. 甘肃水利水电技术. 2015
[10]. 李家峡双排机水电站优化运行研究[D]. 吴华峰. 天津大学. 2004
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