水电富集电网大规模水电站群短期实用化调度方法

超大规模水电站群优化调度"维数灾"和结果实用性问题是水电和电网运行面临的重大理论和实践难题。该文以我国西南水电富集电网百座级水电系统为工程背景,提出考虑调度特征降维的水电短期实用化调度方法。结合系统层级、空间属性、任务要求、计划特殊性等调度特征进行水电站分类分组降维求解,提出基于调峰响应的弃水修正策略和低谷时段负荷均衡削减策略,实现固定调度方式电站的校核分析与出力调整;针对中小流域梯级水电站,以总出力过程为控制条件,以总耗水最小为目标,优化梯级电站间负荷分配;针对大型流域梯级和主要水电站,构建调峰调度模型,提出平衡电站等负荷率调度方法,实现系统调峰响应和全时段负荷平衡。通过云南电网162座水电站日前计划编制实例验证,该方法能够快速给出合理的水电调度结果,满足电网实际运行的时效性和实用性要求。     

水电系统中长期发电调度多核并行逐步优化方法

随着智能电网运行与管理的科学性和时效性要求不断提升,迫切需要高效方法保证水电优化调度计算的求解精度与运算效率。在逐步优化算法并行性分析的基础上,结合Fork/Join框架提出多核并行逐步优化算法。该方法将多阶段问题分解为若干两阶段子问题,在求解各子问题时采用分治策略结合多核并行计算技术进行寻优,以提高运算效率。某水电站群调度实践结果表明,所提方法可在保证求解质量的同时,充分利用并行计算资源大幅缩短运算耗时,且计算规模越大,性能优势越显著。     

梯级水库群发电优化调度的大系统分解协调模型北大核心CSCD

针对标准动态规划算法应用于梯级水库群发电优化调度求解时的"维数灾"问题,基于大系统分解协调原理建立了二级(分解、协调)递阶结构的梯级水库群发电优化调度模型。在分解级,应用多线程技术实现了标准动态规划算法的并行化,以对分解后的单库子系统进行优化求解;单库子系统间的耦合关联作为协调级,反复与分解级交换信息,经迭代计算求得模型的最优解。通过应用于李仙江三库梯级系统的实例验证分析,结果表明该方法可在一定程度上提高求解效率,为复杂工程系统优化提供了理论参考。     

梯级水库群发电优化调度的大系统分解协调模型

针对标准动态规划算法应用于梯级水库群发电优化调度求解时的"维数灾"问题,基于大系统分解协调原理建立了二级(分解、协调)递阶结构的梯级水库群发电优化调度模型。在分解级,应用多线程技术实现了标准动态规划算法的并行化,以对分解后的单库子系统进行优化求解;单库子系统间的耦合关联作为协调级,反复与分解级交换信息,经迭代计算求得模型的最优解。通过应用于李仙江三库梯级系统的实例验证分析,结果表明该方法可在一定程度上提高求解效率,为复杂工程系统优化提供了理论参考。     

计及可传输容量的梯级水电站优化调度

针对流域梯级水电站优化调度的特点,提出了计及ATC影响的梯级水电站优化调度模型。根据电网典型运行方式和上一时间段的调度情况,利用最优潮流计算水电上网通道的ATC容量。将ATC容量约束直接引入到梯级水电站优化调度模型中,利用粒子群优化算法的全局寻优能力对梯级水电站中长期优化调度进行寻优。以四川某流域梯级的4个电站优化调度为例,计算结果表明采用所建模型和方法能够有效提高梯级水电站发电量和发电收益。     

汉江上游梯级发电与航运的优化调度研究

为了协调发电与航运之间的矛盾,本文建立了日为计算时期的汉江梯级水库优化调度模型,采用大系统分解协调的原理和POA算法求解模型,详细分析了汉江近期四梯级和远期七梯级,考虑航运和不考虑航运两种情况,四种运行方式的优化调度结果,探明了发电与航运相互影响的程度,对开发汉江梯级水电和通江达海的黄金水道提供了科学依据。     

电量约束比条件下梯级水电站短期优化调度研究

梯级水库的发电调度问题本质上是一个高度非线性的数学规划问题,并且随着梯级规模的增大,其解空间变得极其庞大且无规则,这给梯级水库优化调度计算带来了巨大障碍。本文结合四川省某流域梯级电站的实际背景,把该梯级水电站发电收入最大作为目标函数,建立了包含约束条件的优化调度模型,运用逐步优化算法(POA)对模型进行寻优,克服了动态规划算法的"维数灾"问题,并考虑了电量约束比问题,最后给出了短期优化调度算例结果与分析,具有一定的实际应用价值。     

跨流域水电站群长期优化调度的可变策略搜索求解算法

中国水电经过20多年发展已经形成规模非常庞大的跨流域水电站群系统,运行管理面临极大挑战。在分析、借鉴经典的逐步优化、离散微分动态规划、逐次逼近方法降维思想的基础上,提出跨流域水电站群长期优化调度可变策略搜索方法。该方法以深度优先和广度优先的计算模式及一维或多维搜索算法为基础,构建不同规模和特点问题的求解策略,从而达到有效降维、提高解的质量和效率的目的。采用提出的模型和算法,对南方电网跨流域水电系统进行应用实例研究,结果表明：提出的方法可以快速求解跨流域系统长期优化调度问题,实现跨流域水电站群补偿调度,利于更好地配置水电系统资源,发挥跨流域水电站群综合效益。     

三峡梯级水电站蓄能最大长期优化调度模型及分解算法

建立了三峡梯级水电系统计划期末蓄能最大长期优化调度模型,采用大系统分解协调原理将发电量耦合约束进行了松弛,使各子系统仅是三峡下泻流量的一维优化问题.采用黄金分割法进行子问题的优化搜索,Lagrange乘子的更新则采用了次梯度法.使用三峡水力系统数据进行了数值检验,测试结果表明,文中所提出的模型和算法计算简单、可行、有效,适合于梯级水电长期运行规划的决策支持.     

基于区块链的多主体梯级水电市场交易模型

在电力市场环境下流域梯级电站各投资主体的利益博弈和信息交互,给传统的梯级水电调度带来巨大挑战。基于此,本文提出了一种基于区块链的多主体梯级水电群日前市场交易模型。首先,建立了基于区块链技术的梯级水电市场交易模式,并对传统区块链加密算法进行改进;其次,针对水电站地理分布与经济隶属不一致的问题,建立了多主体梯级水电日前市场交易模型,实现了流域梯级水电地理耦合与经济协调的一致性。然后,引入目标级联分析法,分别以发电商收益最大化和整个流域购电成本最小化为目标进行交替求解,实现了多主体梯级水电站群在个体和整体的统一协调优化。并将其应用于长江干流梯级水电系统进行算例测试,结果表明,所提方法不仅为梯级水电市场交易数据安全性提供了保障,还能够在考虑电站之间协作的同时确保流域梯级联合调度效益最大化。     

雅砻江–金沙江–长江梯级水电站群联合调度图研究

水库调度图是水库运行的重要指导工具,现有研究主要集中在单库调度图或单梯级联合调度图,针对多子梯级水电站群联合调度图研究较少。本文围绕雅砻江–金沙江–长江梯级水电站群联合调度问题,考虑以子梯级龙头电站作为各子梯级调控主导电站,结合二滩、溪洛渡、向家坝和三峡水电站单库调度图,以"龙头电站水位-梯级总出力"形式编制形成各子梯级初步调度图;在此基础上,结合水库蓄放水判别系数K值的梯级出力分配方式,提出基于联合调度图的梯级电站模拟调度规则,以子梯级和整个流域梯级水电系统多年平均发电量最大为目标,建立梯级水电站群联合调度图优化模型,采用自适应离散微分逐步优化算法进行模型求解,获得雅砻江-金沙江-长江梯级水电站群最优的联合调度图,并进行整个流域水电站群联合调度模拟。计算结果表明,该联合调度图可以在兼顾各子梯级保证出力的同时,有效增加整个流域水电系统的总发电效益。     

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。     

基于云变异人工蜂群算法的梯级水库群优化调度

针对求解高维、复杂的梯级水库优化调度时易出现"维数灾"或陷入局部最优解的问题,本文提出了一种混合优化算法。该算法结合云模型思想对人工蜂群算法进行了改进,克服了人工蜂群算法寻优中易于"早熟"的缺点,保持了后期种群的多样性,提高了全局搜索能力。实例计算表明,利用该混合算法求解梯级水库优化调度问题与传统算法比较,结果可靠合理,计算效率高,从而为求解高维、复杂的梯级水库优化调度问题提供了一条新的思路。     

流域梯级水电站中长期调度与跨价区交易组合双层优化模型

随着我国新一轮电改不断推进,流域梯级水电参与电力市场成为大势所趋。如何在市场环境下安排梯级水电出力计划、合理组织参与各类交易,促进水电大范围消纳成为亟需解决的问题。该文探讨了梯级水电参与现货市场及合约市场的交易框架,并对现货交易及跨价区合约交易面临的风险聚焦分析;构建双层优化模型:上层为中长期优化调度层,根据径流和交易价格预测,及调度规律制定梯级水电站出力计划,挖掘水电效益空间;下层为电量分配风险决策层,组织各时段电量计划参与多种交易,采用多时段条件风险价值模型度量交易组合的价格风险及跨价区交易阻塞风险,寻求收益和风险的合理决策。最后,以乌江干流"4库7梯级"水电系统为例,模拟市场交易场景验证所提模型和方法的有效性,为梯级水电站参与电力市场调度决策和风险评估提供参考。     

考虑来水多区间不确定集的跨年梯级水电鲁棒优化调度

中长期来水的不确定性以及时序相关性是影响跨年梯级水电优化调度的重要因素。为了保证所有可能来水情况下系统均能更好地优化调度,在跨年的梯级水电优化调度中引入鲁棒优化理论。同时考虑到梯级水电站之间来水的时序分布特性以及流域相关性,提出多区间不确定集来描述水电运行的随机因素,克服传统鲁棒优化的保守性。最终构建经济性和安全性协调的两阶段鲁棒优化模型,并结合对偶理论及混合整数二次规划法获得具有鲁棒可行性的优化调度方案。算例分析表明,所提跨年梯级水电的鲁棒优化调度方法比场景规划法求解效率更高,并且多区间不确定集可以有效改善调度方案的经济性。     

含可再生能源的电力系统周优化运行策略

为协调各机组月度合约电量的完成,研究并建立包含风、光、梯级水电和火电的多源混合电力系统周优化调度模型,提出含月合约电量分解、周优化调度和日前优化调度的滚动协调调度模式,分析影响周优化调度的来水因素和滚动模式因素。算例结果表明,在蓄水期来水较丰时,引入周优化调度可以合理分配梯级水电站的水资源,提高梯级水电站综合运行效益,协调各机组月度合约电量的完成。     

梯级水电站长期优化调度的细粒度并行离散微分动态规划方法

伴随水电规模的扩大,水电站群优化调度的计算量不断增加,需要探求新的方法.在分析离散微分动态规划(discrete differentiation and dynamic programming,DDDP)算法的基础上,提出了基十分治模式的梯级水电站长期优化调度的细粒度并行离散微分动态规划(parallel discrete differentiation and dynamic programming,PDDDP)方法,并以澜沧江梯级的6个电站系统长期优化调度问题为应用实例,在多核计算环境下进行验证.结果表明,多核环境下的PDDDP方法简便易行,能充分利用闲置计算资源、大幅度提高优化调度的计算效率,是解决大规模复杂水电系统调度的高效和实用方法.     

最小弃水模型在梯级水库优化调度中的应用

本文根据梯级水库系统能量转换的规律,从提高水资源利用率和减少水库系统弃水的角度,提出了最小弃水模型在梯级水库优化调度中的应用。通过实例计算分析,结果表明该模型合理、可靠,具有较高的计算效率与计算精度,为梯级水库优化调度提供了新的思路。     

考虑经济性与可靠性的大小水电短期协调消纳模型

在多级输电断面限制的富水电地区,开展大小水电的协调调度是提高水电整体消纳量的重要举措,但同时大规模小水电的并网也给电网运行带来了风险。为此,文中构建了兼顾系统经济性和可靠性的大小水电协调消纳模型,从可消纳电量、网损和梯级蓄能三方面衡量系统的经济性,并引入电力不足概率评估系统可靠性。模型求解方面:为准确表征系统可靠性,基于实时运行状态进行评估,并采用蒙特卡洛模拟求解;然后,通过梯级负荷切分与再分配的组合原理生成可行初始解,并采用考虑约束容忍度的改进粒子群优化算法求解协调模型,提高了搜索效率。实际应用表明,该模型可有效利用梯级大中型水电的调节能力,协调地区小水电送出,提高系统运行可靠性和水电整体调度效益。     

基于改进量子遗传算法的梯级水电联合优化方法

我国水电资源丰富,梯级水电协调优化是提升水电运行效益的重要方法。梯级电站在时滞特性、水能转换特性和发电能力特性等方面均为复杂的非线性约束关系,梯级水电协调优化问题在数学上也是一个复杂的非线性规划模型。为此研究了梯级水电协调优化中的非线性约束项,构建了时序协调的梯级水电联合优化模型;并进一步结合模型非线性特点,对传统遗传算法进行改造,提出了适应梯级水电优化的改进量子遗传算法;最后基于我国某流域梯级水电数据构造算例,验证了方法的有效性。