复杂约束下梯级水电站机组尺度负荷逐次降维优化分配

梯级水电站负荷优化分配涉及水位协调型、时段耦合型等复杂约束条件。面向水位协调型约束,界定梯级水电站安全运行的高限水位与低限水位,分析在梯级水电站高水位运行区、经济运行区以及低水位运行区不同组合方式下的电站出力特性;结合时段耦合型约束条件,以厂间-厂内负荷一体化分配为研究目标,提出三层逐次降维策略,将梯级水电站总负荷分配至厂间尺度,利用耦合动态规划算法将梯级水电站厂内负荷分配至机组尺度。实例结果表明,与传统的动态搜索算法相比,所提算法对复杂约束条件表现出良好的适用性,寻优质量得到明显提高。     

梯级电站厂间负荷分配算法研究

节能减排形势下,为尽可能节约水资源,电网应下达梯级日内96点负荷曲线,由梯级电站根据自身梯级情况进行厂间负荷分配,力求在最小耗水量条件下满足梯级日内负荷需求,该负荷分配面临高维数、多约束问题。本文以电网下达日内负荷为约束条件,以梯级耗水量最小为目标函数,研究厂间负荷分配求解算法。论文提出层次化厂间负荷分配算法模型,建立负荷随机分配算法得到厂间负荷分配初始解,进而提出功率微增逐次寻优算法获得厂间负荷分配最优解,并进行实例验证。研究表明,算法较好地解决了高维数、强约束条件下厂间梯级负荷问题,达到了节约梯级水资源目的。     

一洞多机引水式水电站短期负荷分配方法

我国许多大型水电站采用一洞多机长距离引水发电模式,短期负荷分配面临机组间水力相互干扰、水头计算困难等问题,建模及求解极其困难。考虑到一洞多机式电站机组间水力联系复杂,采用两阶段建模求解：第一阶段建立考虑持续时段约束的水电机组开停机优化模型,结合启发式搜索策略和逐步优化算法确定开机隧洞及最优开停机组合方式;第二阶段建立以电定水准则的负荷分配模型,采用动态规划方法进行给定开停机方式下机组间的负荷最优分配。以红水河某水电站枯水期不同负荷率典型日分配为例,结果表明所提方法具有较强的实用性,可满足实际运行要求。     

基于生物地理学算法的网厂两级经济负荷分配

提出了一种针对大规模机组的网厂两级负荷优化分配策略。首先将电网内所有机组进行分组,预先以厂内负荷优化分配的最优结果拟合虚拟电厂煤耗成本特性曲线,据此完成电网侧负荷优化分配,然后再进行厂内负荷优化分配,所提模型还兼顾了机组的阀点效应。针对虚拟电厂煤耗成本特性曲线的高度非线性,采用生物地理学算法( Bio-geography Based Optimization, BBO)来求解网厂两级负荷优化分配问题。仿真结果表明,所提优化策略能够快速高效地处理大规模机组的负荷优化分配问题,更易于寻到全局最优解。     

水电站最优动力特性曲线研究分析

本文对抽水蓄能机组发电工况及抽水工况的运行特性,并采用"以电定水"的运行模式,建立了以水电站耗水量最小为目标函数的数学模型。运用动态规划算法求解了某混合式抽水蓄能电站厂内经济分配,根据抽水蓄能机组的工作特性,得到了该水电站所有可带负荷的最优动力特性曲线,并拟合出相应的最优动力特性表达式。     

融合设备状态的单元机组负荷优化分配研究

根据发电厂的运行特点,以发电成本最低为目标,建立了厂内单元机组间负荷优化分配的数学模型,并通过动态规划方法求出模型的最优解,获得各台机组的经济负荷分配方案。在此基础上,以单元机组中各类主要运行设备的状态综合评价结果为依据,对经济负荷分配方案进行调整,实现了具有经济性和安全性的负荷优化分配。     

市场环境下梯级负荷分配模型及最优运行策略研究

在市场环境下当电网下达梯级日内96点负荷曲线后,由梯级电站根据自身梯级情况进行厂间负荷分配,这时由于梯级存在水量、电价、水头等多种因素,该负荷分配面临高维数、多约束问题。目前梯级负荷分配模型缺乏理论上公认的优化目标和边界条件,存在不同优化目标,本文以市场环境下梯级总效益最大化出发,研究比较不同负荷分配优化模型及其最优梯级负荷分配方案,建立梯级调度期末能量与价值的理论公式,提出了适宜于高水头梯级电站的负荷分配模型和相关指标并进行实例验证。研究为梯级电厂实现节水增发的短期优化调度提供了新的思路。     

基于SIS的火电厂实时负荷优化分配的研究

提出了在SIS平台上开发火力发电厂实时负荷优化分配系统的具体方案。采用实时生产过程数据在线拟合各机组煤耗量特性曲线 ,以此特性曲线为基础 ,综合考虑电网的负荷需求和机组的出力限制 ,运用动态规划原理实时计算负荷的最优分配值 ,将结果作为机组的目标负荷调节值直接送至其协调控制系统 ,同时通过电网远程发送单元将厂站端的相关信息反馈给电网调度中心 ,实现全厂总负荷优化分配的闭环控制 ,以提高整个电厂的经济效益。     

一种求解机组组合优化问题的降维半解析动态规划方法

提出一种启发式的动态规划改进方法,可以与其他经济调度算法相结合,用以解决多种约束条件下的机组组合优化问题.通过比较各时段负荷及机组参数,剔除各时段下不满足要求的组合状态,从而减少动态规划中的状态点数;根据机组的最小连续运行、停运时间限制,计及机组功率上升、下降速度的约束,剔除了状态点间的无效路径,从而减少了动态规划的路径个数,达到降维的目的;在确定机组启停状态后,再采用解析法进行机组的功率分配,可以大大提高动态规划方法的效率.经算例检验,该算法简单、有效、实用.     

基于等微增率算法的厂级负荷优化分配技术研究

目前火电厂单机负荷控制方式难以实现厂内机组间负荷的优化分配和调度,本文利用厂级AGC开展基于等微增率算法的厂级负荷优化分配技术研究。优化后的AGC系统既能满足电网安全经济运行的需要,又能提高发电厂节能与协调运行水平,还可以减小电厂机组异常对电网造成的冲击,有利于提高机组的安全稳定性能。并以实际算例说明,与其他负荷分配方式相比,利用基于等微增率算法的厂级负荷优化分配策略时发电厂的总煤耗量最低、经济性最好。     

计入负荷时空转移特性的风-光-水-蓄互补系统容量配置方法

利用梯级水电的快速调节能力和抽蓄机组发电/抽水工况灵活转换的特性,在补偿风/光出力的波动性和不可控性的基础上,建立源端风-光-水-蓄系统互补模型,以增强发电系统的调节能力。同时,在计入现货电价、考虑负荷时间和空间可转移特性的基础上,建立负荷侧模型并在考虑源端风/光出力随机性、系统网络约束基础上,提出基于系统经济性、系统状态均匀度和负荷跟踪等多项系统指标的源-网-荷互动策略。在上述研究基础上,进一步建立互补发电系统多目标容量配置模型。最后通过算例仿真,并利用专业优化软件LINGO进行求解,得到不同规划年和场景下的源端互补系统配置容量,验证了所提方法对系统指标提升的有效性。     

Application of linear programming redispatch technique to dynamicgeneration allocation

Consideration is given to dispatch problems that involve the allocation of system generation optimally among generating units while tracking a load curve and observing the power rate limits of the units, system spinning reserve requirements, and other security constraints. Two methods are used in the solution of the problem. The first method is a quadratic programming technique combined with a linear programming redispatch technique. The latter utilizes a linear programming formulation of the dynamic dispatch problem about the base case static economic dispatch solution. The second method is based on the Dantzig-Wolfe decomposition technique. Tests and computer results of four systems of different combinations of units and intervals are given to show the advantages of the techniques proposed     

Optimal Spinning Reserve Allocation with Full AC Network Constraints Via a Nonlinear Interior Point Method

An effective optimal spinning reserve allocation (OSRA) method is proposed in this paper using Optimal Power Flow (OPF). It enables optimal allocation of spinning reserve and load curtailment incorporating full AC network constraints and dynamic restriction on generation such as ramp-rate constraints. A Primal-Dual Interior Point (PDIP) method, which can efficiently handle both equality constraints and inequality constraints, is employed to solve the formulated dynamic OPF problem. In this model, spinning reserve and load curtailment constraints impose an interdependency between the generation output of units which usually are separable in conventional Newton OPF. A decomposition algorithm is therefore derived to handle the interdependency so that the constraint matrix of generation and that of network can be handled separately by slightly changing the entries of Hessian matrix. Therefore, the proposed method is not only still able to utilize the elegant super sparsity technique of Newton method, but also eliminates its ineffective binding active set determination procedure. Furthermore, the influences of spinning reserve on spot price (SP) are also discussed. A shift effect is observed.     

考虑网内与网外购电计划差异的月度最优外购电模型

计及市场电价、水电生产、负荷需求的不确定性因素,结合外购电计划给网内系统带来的峰荷与谷荷状态可能都不满足调峰要求,以及局部线路和潮流断面的传输功率可能越限的问题,建立了省级电网月度最优外购电模型。模型的目标函数为全网购电费用及半绝对离差风险价值二者均最低,约束条件重点为月峰荷、谷荷2种负荷状态下的系统调峰约束和电网支路及断面直流潮流安全约束。采用非序贯蒙特卡洛模拟法模拟模型中的不确定性因素,结合线性加权和法与线性规划法求解购电组合中的多目标线性规划问题。以重庆电网为例,仿真分析了低谷调峰、网络安全约束及节点负荷电力不确定性对外购电计划的影响,验证了所建模型的有效性和实用性。     

基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站运行优化

在抽水蓄能电站运行优化过程中,从抽水蓄能电站参与负荷分配使火电机组运行环境改善的角度出发,提出了对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行量化的思想和方法。以负荷曲线量化值最小为目标函数,在计及各种约束条件下运用动态规划法对抽水蓄能电站运行进行优化。并以广东省电网为例,对惠州抽水蓄能电站进行了运行优化,结果显示优化后火电机组承担的负荷曲线波动程度降低,提高了火电机组的发电负荷率,并对供电煤耗进行了校验。结论表明,对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行定量计算的方法对抽水蓄能电站的优化运行调度有一定的指导意义。     

The solution of scheduling of thermal units by mathematical programming techniques

In this paper, the thermal units scheduling problem is considered from both its aspects: the selection of units to be placed in operation, and the load distribution among them. The solution of these problems can be found by considering two separate, but mutually dependent optimization problems, with a general objective of minimizing the system operating costs, subject to demand and operating constraints. Both optimization problems are formulated as mathematical programming problems. The first, usually called the unit commitment problem, is solved by a dynamic programming method. The second, which represents the economic dispatch problem, is solved by both dynamic and linear programming techniques. The solution methods are applied to a real power system, consisting of twelve generating units. The mathematical algorithms for the solution of specified problems are presented and the results of some computer studies on the selected sample system are given.     

超临界大容量发电机组负荷优化分配的应用研究

针对当今超临界大容量火力发电机组运行能耗水平持续增高的现状,以荥阳电厂2×600 MW发电机组为研究背景,以降低机组发电煤耗总量为目的,提出了一种基于等微增率法的负荷优化分配方案。通过对发电机组生产指标的归纳,分析了机组的实际煤耗特性,在考虑机组启停耗量、出力限制等约束条件的前提下,利用等微增率法求解得出具体优化方案,并结合逐点法对其进行修正。将该方案与现场运行记录进行对比,结果显示前者可有效降低全厂的发电煤耗总量,对提升发电厂运行的经济性和环保性有一定的指导意义。最后,对提升机组负荷调控的理念,也提出了一些建议和措施。     

燃料电池电动汽车能量管理系统最优控制策略研究

燃料电池电动汽车复杂多变的行驶工况下极易产生大电流脉冲,负载的变化给燃料电池带来极大的影响。针对燃料电池低电压、大电流的输出特性,在燃料电池电动汽车动力系统结构基础上,采用动态规划算法来管理能量的最优分配,在MATLAB/Simulink建模仿真平台搭建完整的能量管理策略模型,并在WLTC循环工况进行仿真试验,结果表明,采用动态规划算法能够延缓燃料的过度消耗,在动力电池SOC由45.6%回升到48.3%阶段,燃料电池能够稳定地输出能量,并且不断优化整车的能量分配。