大规模复杂水电优化调度系统的实用化求解策略及方法

随着水电系统规模扩大,制约系统求解瓶颈将愈加突出,需要寻找科学、高效、实用的优化求解方法。本文系统介绍了大规模复杂水电系统的优化求解策略及方法,主要包括缩减系统求解规模的智能化策略、处理系统维数灾问题的组合求解方法和保证系统实用化的可视化交互方法。进而以云南电网水电系统20座水电站的长期发电优化调度问题与红水河干流梯级共9座水电站的短期调度问题为工程实例,给出了应用上述方法的计算结果。其结果表明,以多个方法的有效结合重建优化调度方法,是求解大规模复杂水电系统的有效途径。本文提出的方法,将为构建智能电网水电系统优化平台发挥重要作用。     

大规模水电站群短期优化调度方法Ⅰ: 总体概述

大规模、跨流域、跨省、跨区域已经成为我国水电调度的显著特征,并成为制约我国电网安全和经济运行的重大因素随之产生了很多新的复杂调度和运行难题,如巨型电站多振动区、跨省跨区调峰、调度运行中的复杂应用需求和应用系统中实用化求解方法问题等。本文结合工程实践经验,阐述了中国水电调度与运行管理面临的新问题和挑战,针对工程实际中出现...     

基于n阶多项式改进退水曲线的枯水期径流预测方法

针对退水曲线公式中消退系数随时间逐渐递增的关系,提出用n阶多项式函数曲线拟合消退系数,构建了基于n阶多项式的改进退水曲线预测模型,通过比较各模型预测值平均偏差率选取最佳预测模型,并结合典型年法给出了枯水期径流预测的具体步骤。以澜沧江流域功果桥水电站为实例,对枯水期进行了30天的逐日径流预测,取最小平均偏差率值对应的二阶多项式改进退水曲线作为最佳模型,预测效果良好。     

库群长期优化调度的正交逐步优化算法

为解决逐步优化算法(POA)求解库群长期优化调度时存在的"维数灾"问题,结合正交试验设计方法提出了正交逐步优化算法(OPOA),分别从阶段维、状态维和空间维进行降维求解。算法采用POA将多阶段决策问题分解为若干两阶段子问题,以目标函数为试验指标,水库为试验因素,离散状态为因素水平,各子问题的优化求解视为分别开展多次正交试验设计,通过逐次加密离散水库状态并构造"均衡分布、整齐可比"的状态集合进行计算,直至获得最优解。乌江梯级水库长期优化调度结果表明,OPOA仅需POA耗时的28.4%即可获得全局最优解,显著优于粒子群算法,是求解库群长期优化调度的有效算法。     

厂网协调模式下梯级AGC控制策略

梯级自动发电控制(automatic generation control,AGC)是电力市场过渡期电网和发电企业协调调度探寻的新模式。以乌江干流梯级AGC工程为依托,在分析电力市场过渡期电力调度运行方式的基础上,以厂网协调日前计划电量为控制目标,综合考虑电网安全、振动区、调节速率、机组启停等约束,构建梯级AGC模型。引入AGC投入序位和相对耗水率比例,并结合数学组合和集合运算理论,系统地提出了梯级AGC控制策略。该策略主要包括AGC投入序位计算方法、电站组合确定策略、厂间负荷优化分配方法、电站组合振动区求解方法及避开策略、超载断面校正控制策略。乌江梯级AGC模拟闭环运行结果表明,所提策略是有效的,能够满足AGC安全性、时效性、实用性、经济性的要求。     

基于Android平台的小水电信息采集系统

针对小水电信息实时采集的通信难题,以普遍使用的智能手机为载体,以覆盖广泛的移动通信网络和无线网络为信息传输媒介,设计了三段可扩展信息编码方式,开发了基于Android平台的智能手机小水电信息采集系统。论述了系统通信方式、总体方案、设计流程和功能结构,并从通用控件设计、信息编码生成器、基于SQLite的数据缓存及96点计划的智能制作等方面阐述了软件实现的关键技术。最后通过在云南电网小水电管理中的成功应用验证了系统的实用性和良好的可扩展性。     

改进粒子群优化算法在水电站群优化调度中的应用研究

为克服常规粒子群优化算法易早熟、后期收敛慢且易陷入局部最优解的缺点,本文提出一种新的惯性权重系数更新策略——自适应指数惯性权重系数(SEIWC)代替线性递减惯性权重系数(LDIWC),同时,将遗传算法中的染色体交叉、变异思想引入粒子的更新策略,提高粒子的多样性,增强算法的全局搜索能力。使用Rosenbrock函数和Schaffer函数验证了改进粒子群优化算法的有效性。以福建电网闽江流域水电站群优化调度为例,建立基于改进粒子群优化算法的库群长期优化调度模型。计算结果表明,该模型的调度结果显著优于常规粒子群优化算法,与逐步优化算法结果水平相当。     

省地县一体化电力调度管理系统分级用户权限方案

以省地县一体化管理模式为支撑的电力调度管理系统可有效实现电网统一调度、管理和监控,但如何保证各级调度机构及电厂间大量重要数据和信息的访问和传输安全是该系统构建面临的突出问题。针对可能存在的"角色泛滥"问题,文中引入"用户—角色—页面—权限"权限描述方式,提出开放式分级用户权限方案,并实现了改进的基于角色的访问控制模型。同时,从数据库设计、分级机构定义、扩展权限设计等环节重点阐述了分级用户权限方案实现的关键技术。最后,通过云南电网小电省地县一体化调度管理系统的成功应用,证明了分级用户权限方案的有效性。     

基于最小二乘曲线的水电站入流平滑处理

以双牌水电站为例,针对水库入库过程推算结果的锯齿现象,构造了入库流量与时间的多项式关系进行平滑模拟,并建立以水量平衡为约束的最小二乘曲线拟合模型求解。结果表明,该方法确保了模拟结果与原始过程计算周期内水量相等、误差权重系数具有相同最大值的特征,拟合效果、精度较高。     

基于三段洪水特征的调洪增发电量计算方法

充分应用水电站的调蓄特点可以合理利用洪水增加发电效益,但没有统一有效的洪水增发效益评价方法,为此,根据洪水涨落过程特点,提出一种基于三段洪水特征的调洪增发电量(PGIOFD)的概念与计算方法.根据水位及流量的涨落特征将场次洪水过程划分为涨水段、洪峰段和退水段3个阶段;分别按水位不变、按预想出力、按均匀降库容3种规则对三阶段进行发电计算,以确定无优化措施下的基准过程及发电量;将该电量与实际调度电量进行比较得到调洪增发电量.以乌江流域大花水电站2008—2018年的29场洪水为例,结果显示其中充分利用洪水资源的有26场,累计PGIOFD为128.38 GW·h,验证了该方法可以有效地应用于洪水过程分析和洪水调度评价.