红水河龙滩–岩滩生态调度发电影响研究

为缓解或部分消除人类筑坝活动对生态环境的负面影响,选取红水河龙滩-岩滩梯级水库为研究对象,运用逐月最小生态径流和逐月适宜频率生态径流等算法计算生态流量,兼顾下游四大家鱼产卵对于洪水脉冲的特殊需求,从生态基流和洪水脉冲两方面对梯级下泄流量进行调度研究。根据不同生态约束条件,设置四种生态调度方案:基本工程约束方案、最小生态流量约束方案、逐月适宜频率生态流量约束方案以及人工造峰-最小生态流量约束方案,分析各生态调度方案损失的发电效益影响。应用实例结果显示:单纯设置较高的生态基流会较为严重的影响发电效益,而将人工造峰与最小生态流量结合调度的模式可在几乎不损失发电量的前提下对河流下游特定生物的需水量进行补偿。     

考虑不同生态流量约束的梯级水库生态调度初步研究

限于目前的资料和技术方法,难以给出具有严格生态意义的生态流量过程,对金沙江下游梯级水库的生态调度,考察了最小月平均流量法、7Q10法、Tennant法、规划最小下泄流量等几种常规的生态流量设计方案,以此作为水库下泄的生态约束,并建立梯级水库联合调度优化模型。以金沙江下游梯级为实例,对比分析了不同生态流量约束、不同水库调度方式的调度运行结果。在此基础上,从生态与发电的制约关系、生态流量约束与水文变化度的关系、生态流量设置的合理性标准等方面进行了分析讨论。研究结果表明:(1)考虑常规生态流量约束的生态调度并没有显著降低梯级水库的发电量,总发电量较不考虑生态调度最大降低约2.4%;(2)生态流量约束有利于降低水库调度引起的水文变化度,对比4种生态流量约束方案,从生态角度Tennant法最优,从发电角度规划最小下泄方案最优;(3)对生态调度,仅从下限的角度满足常规生态流量存在局限性,应尽量利用已有的生态信息,强化生态流量设计的生态基础和生态相关性,提高生态调度的目标性和针对性。研究结论将为未来金沙江下游梯级水库的生态调度提供一定的参考。     

水库发电优化调度模型的对比研究

水电发电效益是水库调度的核心内容.为了寻求满意的发电效益,在考虑水电站水库自身约束和系统调峰要求,建立以系统发电效益最大为目标的优化调度模型,并通过乌江渡水库实例计算,对发电量最大和发电效益最大两种优化调度模型进行对比分析.结果表明：后者较前者更符合实际.     

梯级水库调度的发电–生态效益均衡分析

梯级水库调度需要同时考虑防洪、发电以及生态等多个目标,对于一些以发电为主要目标的梯级水库,生态流量需求往往是最重要的制约因素。本文以澜沧江中下游三座水库(糯扎渡、景洪和橄榄坝水库)为例,建立了考虑发电目标和生态约束的梯级水库调度模型,定量分析了发电目标和生态流量约束之间的均衡关系。结果表明,在优化调度条件下发电目标和生态流量约束之间存在明确的竞争关系,即发电量增大会导致生态流量相对于自然过程的改变度增加,反之亦然。二者的竞争关系呈现显著的非线性特征,当代表月径流改变度的指标ε在0.3~0.4区间变化时,发电量变化幅度最为剧烈,表明这一区间对于均衡发电目标和生态流量需求具有重要的价值。另外,与自然流量过程相比较,梯级电站调度还会改变高流量脉冲和小洪峰频次,这一现象可以通过增加人造小洪峰调度规则得以改善。     

锦江梯级电站水库优化调度研究

针对锦江梯级电站水库优化调度问题,在建立以发电收益现值最大为目标的数学模型的基础上,通过对径流的描述以及优化计算,求解锦江梯级电站水库优化调度方案。成果分析表明,所提模型与计算方法是可行和实用的。     

龙刘梯级水库群对黄河生态基流补偿效益

为完善水库对生态补偿效益计算,文章首先给出水库生态基流补偿效益概念和内涵.同时,提出河流径流生态积分概念和计算公式来度量河流径流生态效益大小;在此基础上,给出量化计算水库生态基流补偿效益计算方法和步骤.最后,以黄河龙羊峡和刘家峡水库2003年调度为例,计算结果显示:2003年龙刘梯级水库对兰州站和花园口站非汛期的生态基流补偿效益分别为177.7亿和289.4亿生态积分;龙刘梯级对兰州和花园口两站的生态补偿效益合计为467.1亿生态积分,龙羊峡对于兰州站和花园口站生态基流补偿效益为318.8亿生态积分,刘家峡对于兰州站和花园口站生态基流补偿效益为148.3亿生态积分.文章旨在通过对黄河生态基流补偿的定量分析,引起有关决策部门对河流生态基流补偿问题的重视,达到抛砖引玉的目的.     

梯级水库发电优化调度搜索空间缩减法及其应用

梯级水库联合调度是对区域水资源进行直接调控的最有效措施之一,相比单库调度,可显著增加社会、经济和生态效益。针对智能算法求解梯级水库优化调度模型搜索效率较低、寻优结果不稳定等缺陷,本文基于发电调度模型中水电站最小出力以及下泄流量约束,提出了搜索空间缩减法。将其与智能算法耦合,利用优化的搜索空间产生高质量的初始种群,同时使算法在更小的搜索空间内寻优,进而提升算法的搜索效率。以典型入库流量下的某梯级水库发电优化调度为例,选用布谷鸟算法进行优化计算,对比了传统搜索空间与优化的搜索空间对算法搜索效率的影响。实例研究表明:缩小可行空间方法可进一步提升智能算法的收敛性以及求解精度,是改善梯级水库调度模型求解效率的一种实用、有效方法。     

全周期变时段“三公”调度发电计划优化模型

以年度合同进度为主要控制目标的"三公"调度是我国目前最为普遍的调度模式,常用的安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)/安全约束经济调度(security constrained economic dispatch,SCED)模型不能满足"三公"调度计算周期要求,为此建立了考虑电网安全约束的全周期发电计划优化模型,并依据不同时段发电计划的需求差异,进一步建立了全周期变时段发电计划优化模型,该模型可根据时段长度自动选择各种约束。算例结果表明全周期变时段发电计划优化模型能够适应"三公"调度需要,计算性能能够满足大规模电网发电计划精细化管理需要。     

关于抽水蓄能电站水库优化调度的研究

针对某抽水蓄能电站水库运行的特点，在满足电力系统调度要求的前提下，以整个调度周期内总发电收益现值最大为目标建立了优化调度模型。通过径流描述以及应用动态规划法进行优化计算，求解抽水蓄能电站水库优化调度方案。在求解寻优的过程中，既兼顾了面临时段和余留时期的效益，又考虑上水库的天然来水和下水库的区间来水，通过分析表明，所提模型与计算方法是可行和实用的。     

基于状态转移矩阵的梯级水库优化调度确定性离散动态规划方法

基于状态转移矩阵的确定性离散动态规划（DDDP）方法是在考虑水库运行的综合利用的前提下,利用状态转移矩阵寻找出梯级水库优化调度过程中所有的可行策略,基于目标函数逆向搜索可行策略,得出最优解的优化算法。该方法可进行单库优化计算,也可以进行梯级水电站优化计算。文中以锦屏梯级为例,说明该方法可在满足梯级水库上下游生态用水、发电用水等综合利用的前提下,以梯级水电站发电效益最大为目标,求得梯级水库优化调度的较好解。     

考虑河流生态保护的水电站水库优化调度研究

为减轻水利工程建设对水库下游造成的不利生态影响,针对水库下游减脱水河段的生态保护问题,基于河道最小生态流量和适宜生态流量定义了减脱水河段的生态保护程度,提出了以生态保护程度和发电量最大为目标的水库生态优化调度模型,并采用改进NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解?运用该模型对湖南省刘家坪水电站水库进行实例研究,结果表明：优化调度可对下游减脱水河段的生态环境起到保护作用,电站生态保护程度随着发电效益的增加而减小;均衡考虑生态效益和发电效益的调度方案相比发电效益最优的方案生态保护程度由0.011提高至0.551,发电量降低20%,能够在不大幅降低发电量的基础上基本满足最小生态流量的要求,可作为实际调度的参考。     

考虑余留效益的水库长期优化调度图集及应用

优化调度图是水库优化调度的重要工具,余留效益是制约水库中长期优化调度效果的关键因素.本文基于水库坝址历史流量信息,计算水库年末蓄水的长期余留效益;然后根据各时段的来水流量量级及频率,应用动态规划方法,从年末逐时段逆序计算各时段初不同水位的最优期望效益;再建立各时段在时段初水库所处不同水位时,多种典型来水情况下的最优决策...     

基于不同生态风险度的水库调度方法研究

生态调度是平衡生态效益与其它效益的一种环保措施。当效益间发生矛盾时,可选择不同生态风险度作为决策依据,开展水库调度。以坝下典型断面的水深和流速为约束,提出基于鱼类产卵期生境断面水力需求和考虑不同生态风险度的生态调度模型。以元江桥头电站的华南鲤产卵场为例,评估5种典型日设计调度方案的生态风险度,结果显示2个方案的风险度为0,3个方案的风险度大于0.5。设计0.14、0.29、0.43三种目标风险度,分别对上述3个调度方案进行优化,得到9个优化方案。结果显示,优化方案的发电量与设计方案相比减小比例最小为16.29%,最大为36.37%。该模型可为生态约束的形成和生态调度方案的制定提供理论参考。     

ECMWF降雨集合预报在水库优化调度中的应用研究

为了充分考虑降雨预报的不确定性,本文建立了基于降雨集合预报的径流描述模型,并在满足保证出力条件下,建立以水库在调度期内总发电量最大为目标的随机动态规划模型。以桓仁水库以上流域为研究实例,应用欧洲天气预报中心(ECMWF)的降雨集合预报信息进行水库优化调度。结果显示应用降雨集合预报信息的调度可提高发电量4%以上,表明利用降雨集合预报信息进行水库优化调度,对水库实际运行有一定的指导意义。     

Short-term operation scheduling of a hydropower plant in the day-ahead electricity market

This paper presents a novel approach to solve the short-term operation scheduling problem of a hydropower plant that sells energy in a deregulated electricity market with the objective of maximizing its revenue. This paper proposes a nonlinear programming based scheduling model that determines both the optimal unit commitment (start-ups and shut-downs scheduling) and the generation dispatch of the committed units (hourly power output). The power generated by each hydro unit is considered as a nonlinear function of the water discharge and the volume of the associated reservoir. The dependence of the units’ operating limits (maximum and minimum water flows) on the actual gross head has been also taken into account in this model. The results from a case study are also presented to illustrate the application of the proposed approach in a real hydro plant.     

考虑动态水流滞时的梯级水库群日优化调度

梯级水电站水库群短期优化调度中,通常忽略梯级水库间水流滞时的影响或将其作为常数进行考虑,实际上水流滞时是随着上级水库出库流量大小、河道槽蓄状态、区间入流等因素动态变化,想要准确预测下级水库入流是存在困难的。因此,采用多种方法筛选出影响下级水库入库流量的主要因素作为输入,利用神经网络建立输入与下级水库入库流量之间的动态函数关系。以锦东和官地水库梯级为例,建立考虑动态滞时的梯级水电站水库群日优化调度模型,并采用逐次优化法对采用动态滞时与固定滞时的优化方案进行求解和对比分析。结果表明：与固定滞时相比,动态滞时下能够更准确地描述梯级水库间的水流联系,同时能够在一定程度上增加梯级水电站水库群发电效益。     

多年调节水库年末控制水位多目标预测模型研究

针对多年调节水库年末控制水位的优选问题,在分析其年发电量与年末库蓄能量关系的基础上,建立了兼顾多年调节电站装机容量效益的年末控制水位多目标预测模型,并以黄河上游龙羊峡水库为例进行了验证。通过入库径流、年初起调水位对年末控制水位的影响分析,揭示了多年调节水库年末控制水位优选的本质。实例计算结果表明,龙羊峡水库2006年之后的运行方式相对之前,已经有了较明显的改善,提高很大,同时也说明新模型合理有效,可用于指导生产实践。     

基于边际替代率的水库多目标调度方案决策

为得到入库径流不确定条件下的水库多目标优化调度方案,本文以防洪和发电具有结合库容的三峡水库为研究对象,在对入库径流过程预报误差进行量化估计的条件下,以耦合微观经济学中的等产量和等成本线获取最大效益的原理,将边际替代率应用于水库多目标优化调度方案决策,寻求防洪和发电矛盾对立转化的最佳均衡点。应用于三峡水库的算例分析结果表明,模型不仅可以直观描述丰平枯不同来水情景下的防洪效益和发电效益之间的互馈转化关系,而且能够得到考虑入库径流过程预报误差时的汛前期水库优化运行水位,对于在保障防洪安全的基础下充分发挥水库兴利效益具有重要的理论意义和实际应用价值。     

Evaluation of wheeling and nonutility generation (NUG) optionsusing optimal power flows

The application of optimal power flow for the evaluation of wheeling and nonutility generation (NUG) related options is presented. Both wheeling and NUG options affect vital attributes such as system security, voltage profile, losses, and VAr reserves. These options put a strain on the existing transmission system and may restrict economic utility dispatching. Optimal power flows may be used to determine the best control settings to accommodate wheeling or NUG options so as to maintain system security while minimizing losses or production cost. Short-term marginal wheeling costs may be derived using optimal power flows. Case studies involving the Northeast Utilities and IEEE test systems are presented. These cases show that optimal power flows can be used effectively to address a broad range of wheeling or NUG related planning issues