考虑分级振动区的水电站厂内经济运行研究北大核心CSCD

水轮发电机机组振动区是影响水电站厂内安全运行与经济运行的核心所在。本次研究采用机组分级振动区思想,根据机组承担不同负荷时的振动程度,划分机组振动区为禁止运行区、不建议运行区和稳定运行区,在此基础上,建立了考虑机组分级振动区的水电站厂内经济运行模型,并采用粒子群优化算法进行求解。以藏木水电站为例,厂内经济运行结果表明:以电定水模式下,综合考虑机组分级振动区影响比仅考虑机组禁止运行区影响时,全厂耗水量增加0.69%,但机组运行更为稳定,振动程度更小。考虑机组分级振动区的厂内经济运行模型更为契合水电站经济运行以安全运行为前提的实际思想。     

中小型水电站厂内经济运行准实时系统的设计与实现

本文试图根据电网负荷和电站水头的实时变化情况，进行厂内经济运行的优化计算，当厂内经济运行优化计算能够达到一定的速度要求时，即可认为实现了水电站厂内经济运行准实时系统。选择其中型水电站进行厂内经济运行实时系统的模拟实验，结果表明对水电站的4台机组进行实时优化，平均计算时间在0.2秒以内，即实现了厂内经济运行的准实时系统。     

基于群论的三峡电厂机组负荷分配算法研究

水电站厂内经济运行是一项提高水能利用效率的节能措施。厂内机组负荷分配以耗流量最小为准则,一般用动态规划方法求解。三峡电厂机组数目较多,承担负荷较大,采用动态规划求解易出现维数灾问题。本文提出基于群论的机组组合降维方法,将三峡电厂机组按运行特性分组,基于Burnside计数定理计算本质不同机组运行状态组合数及相应运行状态组合,降维后再采用动态规划法进行时间-空间优化求解。将该模型算法应用于三峡电厂厂内经济运行,结果表明,该方法能够有效降低计算量,快速响应水电系统运行工况。     

电力系统中梯级水电站实时优化运行控制新算法

提出一种综合应用搜索法，动态规划法等实现梯级水电站实时优化运行控制的数学模型和算法，该数学模型和算法理论严谨，而且计算时间比较短，同时考虑了厂内经济运行，将负荷直接分配至各电站各台机组，曾将机组模型和算法运用于清江梯级水电站并进行了仿真计算，结果令人满意。现已将此模型和算法实际应用于湖南东江水电厂，取得了良好的经济效益。     

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。     

芙蓉江流域角木塘、浩口水电经济运行研究

在中小水电运行过程中,经济运行包括水能损耗最小、联合优化调度、调峰弃水损失电量最小等。水电站能量在转化或转移的过程中,不可避免会产生能量损耗。能量转换的最大化,实质便是实现损耗的最小化。根据中小水电自身的特性,划分相对损耗大小的经济运行区间,将电站机组的负荷控制在经济运行区间运行,实现损耗优化运行;同时通过研究来水规律及汇流特性,根据API模型完善降雨径流预报方案,优化洪水预报调度。此外为最大限度实现中小梯级水电减弃增发,从泄洪优化、水位控制优化、区域电源结构、区域电网负荷特性方面统筹考虑,针对电网汛期迎峰度夏期间负荷大小灵活改变梯级电站调度策略,减少汛期调峰弃水损失电量。     

机组启停导致损水的最优策略研究

在水电站制定厂内机组最优负荷分配时一般都假设水电站的水头是不变的。然而,实际运行中,由于机组耗水等各种原因都会导致水头产生比较大的变化,这就要求优化分配原则要能满足水头变化的要求。利用网络图权值法和动态规划法,对这种情况进行分析研究。最后得出两种最优负荷分配的方法并给出了这两种方法的优缺点对比讨论,具有一定的普遍意义。     

计及弃水风险的水库优化调度研究

弃水风险是水电站在运营管理中考虑的重要因素之一,在传统的水库调度中,往往是以发电量最大或发电收入最大为目标函数建立模型,虽然理论上可以得到最优解,但是由于没有考虑弃水风险的存在,故这些目标函数在实际情况中不太适用。因此,本文首先通过流域历史径流资料统计计算时段可能弃水量,然后通过水量平衡方程由时段可能弃水量推算时段实际弃水量,最终在满足一定水电站弃水风险的条件下求解梯级水电站年最大发电量。本文以乌溪江流域梯级水电站为工程背景,以考虑弃水风险模型和不考虑弃水风险模型进行对比,最终计算结果表明模型可以给出具有较好风险收益的调度决策方案。     

机组启停导致损水的最优策略研究

在水电站制定厂内机组最优负荷分配时一般都假设水电站的水头是不变的.然而,实际运行中,由于机组耗水等各种原因都会导致水头产生比较大的变化,这就要求优化分配原则要能满足水头变化的要求.利用网络图权值法和动态规划法,对这种情况进行分析研究.最后得出两种最优负荷分配的方法并给出了这两种方法的优缺点对比讨论,具有一定的普遍意义.     

梯级水电站发电计划编制与厂内经济运行一体化调度模式

为充分发挥梯级水电站水力、电力补偿调节作用,实现水调与电调的有机结合,提出一种发电计划编制与厂内经济运行一体化循环嵌套调度模式。从发电侧及需求侧的角度出发,建立以短期调峰量最大为目标的发电计划编制模型,通过峰荷比调峰方式生成电站出力方案,并在空间最优流量分配表基础上实现模型高效求解;结合发电计划化编制与厂内经济运行耦合特性分析,构建二者的循环嵌套调度模式,将发电计划编制结果作为厂内模型输入,同时使用厂内仿真结果对出力方案进行反馈修正,制定能满足最小下泄要求的电站最优发电计划方案、最优机组组合及机组间负荷分配策略。将该模式应用于金沙江下游溪洛渡—向家坝梯级短期优化运行中,实例表明所提一体化调度模式能实现电站发电计划编制与厂内经济运行一体化运作,为提高梯级电站水能利用率和发电效益提供了一种有效途径。     

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。     

黄河上游梯级水电站短期优化调度模型及迭代解法

本文建立了一类较复杂的黄河上游梯级水电站短期优化调度模型 ,其中包括机组开停机历时约束、用水量、水库蓄水位约束 ,提出了等微增率原则与专家规则相结合的一种迭代解法。实例研究表明该算法可行 ,计算快捷 ,适应性强。     

雅砻江下游梯级电站群中长期优化调度模型及其算法研究

雅砻江下游河段流量丰沛稳定,电站分布集中,电站经济指标和开发条件优越,发电效益和综合效益显著.为指导雅砻江下游梯级电站联合优化运行,建立了中长期优化调度模型,利用POA(逐步优化算法)求解模型.求解模型时考虑了各种约束,得到计算结果较为满意,显著提高了水库效益.     

黄山电网小水电经济调度运行方式探析

文中简要介绍了黄山市水电资源的分布以及小水电在电网中的作用及生产特点。分析了黄山电网小水电经济调度运行的影响因素和存在的主要问题,并有针对性地探讨了黄山电网现有库容式电站、梯级电站、径流式电站等小水电的经济调度运行方式。通过分析和近几年来的实践证明,采取优化调度方式可提高水电站年发电量5％左右。     

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。     

变尺度混沌优化算法在梯级水电站水库优化调度中的应用

利用变尺度混沌优化算法(Mutative Scale Chaos Optimization Algorithm,MSCOA)对梯级水电站水库调度问题进行优化调度。主要思想是利用混沌运动的随机性,由Logistic方程随机生成混沌序列;将其载波到包含水电站目标函数可行域S的一个区域;利用随机性、遍历性和规律性,不断缩小优化变量的搜索空间和提高搜索精度进行全局寻优,从中搜索属于可行域S的解;同时在搜索中引入解向量优选,将解向量中那些接近全局最优解的分量找出,构成一个新的向量,代入目标函数中进行计算,从而找出全局最优解,最终求出水电站水库发电调度的最优调度线。实例计算结果表明,算法可以求解具有复杂约束条件的非线性梯级水电站水库优化调度问题。算法求解精度高,具有较大的实用价值,为求解梯级水电站水库优化调度问题提供了一种有效算法。     

基于互补机制的水火电力系统机组组合

针对水火电力系统短期发电计划中火电机组的开停机组合与水电调度问题解法复杂性,提出以水电发电量最大、耗水量最小和火电煤耗量最小且具有时序的3个优化子问题的发电调度模型,综合考虑一个调度周期内系统机组的运行状态。基于解耦的水火电力系统优化模型不仅可以确定水电的最佳放水策略,也可以体现水电和火电互补作用,充分提高水火电力系统联合运行的经济性。针对水电系统强非线性特点,采用新型随机全局优化仿电磁学算法进行求解,对火电系统则采用改进微粒群优化算法进行求解。通过一个具有3个体积水电站和5个火电厂的水火电力系统的仿真分析,表明以互补机制为理论基础的优化模型的正确性及算法求解的有效性。     

基于电网安全稳定运行前提下的梯级水电站优化调度新探讨

优先和大力发展水电是调整能源结构和可持续性发展的重要措施之一,梯级水电站由于其经济效益显著受到极大的关注。随着水力资源的不断开发,电网结构日益复杂,水电关系必将越来越密切,就梯级水电站的优化调度问题,立足于电网稳定安全,提出了先电网优化再水库调度优化的调度方式。基于四川南充电网梯级水电站,通过PSASP系统进行了不同电网运行方式下的潮流计算,较好地验证了这一方案的提出。     

基于改进萤火虫算法的水电站群优化调度

为探讨水电站群优化调度新方法,在标准萤火虫算法原理的基础上,引入了隔代大步长纯随机游走、优势保留和变异机制等寻优机制,提出了改进的萤火虫算法。以黑河梯级水电站群为应用实例,建立和求解了梯级发电量最大的中长期优化调度模型,获得了如下结论：（1）梯级发电量最大时,龙头水库水位呈丰水期快速蓄满、维持高水头运行、枯水期缓慢下降至死水位的变化规律;（2）由参数敏感性分析得到了扰动因子、荧光吸收因子和随机搜索间隔代数的最优值;（3）不同算法的对比分析说明IFA的准确性、稳定性、寻优能力均最优。研究成果对于指导黑河梯级水电站经济运行具有重要的实际意义。     

大规模风光接入下梯级水电站调度方式研究

风光接入流域梯级水电系统联合打捆外送是解决新能源消纳难题的有效途径,但也使得传统面向单一水电系统的调度方式面临极大挑战。为此,本文系统研究大规模风光接入背景下梯级水电站在长期、日前和实时尺度上的调度方式,并以雅砻江流域锦官梯级多能互补调度为实例,系统评估互补调度效益和风险。结果表明：大规模风光接入背景下,大型水电站水库的中长期水位应提前并加深消落,以增加枯期发电量并减少汛期弃水;互补运行能提升系统调峰能力,且调节水电日出力过程可缓解外送通道竞争;充分发挥梯级水电站的联合调度作用,能分别在日前和实时尺度上对风光功率进行电力补偿调节,弥补风光预测不确定性导致的发电偏差,提高供电可靠性。