合理安排梯级水电方式 发挥水库综合效益

通过分析黄河上游梯级水库的调节性能和运行方式，提出在凌汛期或小流量时段黄河上游梯级水库控制出库流量平稳的调度方式，解决了河道流量过程不平稳的状况，满足了甘、宁、蒙沿河地区生活、工农业用水，保障宁、蒙河段的防凌安全，同时兼顾了刘家峡调峰、调频的作用，保证了电网的安全、经济运行。     

梯级水电群联合调峰调能研究

以梯级水电联合调峰调能模型为研究工具[15],以金沙江下游和长江上游六大梯级水电为研究对象,本文分别研究了梯级水电群联合调节大区电网和支撑新能源并网的调节能力及效率问题.假设梯级针对华中电网完全调峰,葛洲坝和向家坝作为三峡和金沙江下游四梯级的反调节水库,研究初步表明:①上述梯级在满足运行约束条件和航运水流稳定的前提下具有很大的调节能力,并能吸纳大规模的间歇性新能源.②在800kV特高压直流输电技术支撑下,远距离水电站群承担大型电网调峰调能是比较经济和高效的.     

梯级水电群联合调峰调能数学模型

水电具有优良的调峰调能特性.随着三峡工程的建设,西部水电正处在大开发的阶段.为满足电网快速增长的调峰需求,并支撑风电、光伏等间歇性新能源并网,需转变水电(特别是大型梯级)在电力系统中的角色而发挥更大调节功能.本文建立了长江上游和金沙江下游六大梯级水库耦合的不恒定河道水动力学模型、反调节水库与梯级电站群负荷分配的动态规划模型,并根据实际资料对模型进行了初步检验.研究表明所提出的模型在三峡流域水情数据的支持下,可仿真模拟全梯级联合调峰与调能过程,研究梯级水电在电网中的调节问题.     

梯级水库土石坝连溃模拟及风险分析

目前梯级水库群的建设开发越来越重要,但是国内外学者在这方面的研究还很少。针对这种现状,在DB-IWHR溃坝模型计算土石坝溃坝过程的基础上,通过调洪演算把上下游水库联系起来,建立了梯级水库土石坝连续溃坝模型。选取实例（唐家山—甲水库梯级水库）,在下游甲水库有预警、无预警和不同泄水能力等工况下,进行了连溃模拟及风险分析。结果表明用DB-IWHR溃坝模型模拟唐家山水库溃坝过程,流量模拟值与实测值吻合较好,但比实测值稍大;在梯级水库运行中,通过增加预警信号提前泄水和增大下游水库泄水能力可有效降低梯级水库连续溃坝的风险。     

基于“虚拟水库”的梯级水电现货报价单元组建方法

梯级水电之间存在高度耦合的时空水力联系,并且由于在流域中所处位置和调节能力多不同,各水电厂市场竞争力和报价灵活性出现较大差异,加大了现货市场投标的难度和风险。报价单元的组建有利于抵抗风险,但合作对象的选取是关键。针对梯级水电现货报价单元组建问题,该研究以径流调蓄关系为依托,引入"虚拟水库"一词,构建了基于"虚拟水库"组建梯级水电现货报价单元的方法,并设计了完整的竞价流程。以24点市场为背景,基于购电、售电双方利益诉求建立了双层模拟模型,最后以四川省某流域"一库三级"梯级水电构建报价单元进行报价模拟,结果表明以"虚拟水库"报价单元参与市场可以提升各成员的市场份额,扩大报价空间,降低市场风险,提升市场净收益,同时降低用户购电成本。验证了基于"虚拟水库"组建报价单元的科学性和正确性。     

梯级水电的确定性优化模式

文中给出确定性问题中几种水电优化处理模式。指出忽略水电耗水微增特性而用平均耗水率、能突出主题、强调水头效益。原来短期问题中处理梯级水电的网流法,是出于求函数极值的微分法,而实际问题是泛函极值,可用变分法求解。为此提出基于严格欧拉方程的四边形法则和“两步构成费用”的网流法。     

梯级水库发电优化调度的改进粒子群算法应用研究

本文针对粒子群算法在求解高维、复杂的梯级水库发电优化调度时后期种群缺乏多样性、收敛于局部最优解的缺陷,结合梯级水库发电优化调度的特点,提出了应用差分演化算法改进粒子群的混合优化算法。通过实际算例验证了该混合方法的合理性和可靠性,从而为高维、复杂梯级水库发电优化调度模型求解提供了一种新的途径。     

基于免疫进化算法的粒子群算法在梯级水库优化调度中的应用

针对高维、复杂的梯级水库优化调度在求解时易出现"维数灾"或陷入局部最优解的问题,本文提出了基于免疫进化算法的粒子群优化算法,该算法充分利用了免疫进化算法的全局搜索特性和粒子群算法的局部搜索能力,克服了粒子群寻优中对初始种群的依赖和易陷入局部最优的不足.通过实例计算表明,应用该算法求解梯级水库优化调度问题,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提供了新的思路.     

短期梯级水电优化调度的逐次逼近法

受到水电站的出库流量的影响,梯级水电站间的水流滞时是动态变化的,如果将水流滞时作为常数考虑,会导致水电优化调度结果的偏差。将水流滞时表示成电站出库流量的函数形式,建立了考虑动态水流滞时的短期梯级水电优化调度模型。动态水流滞的引入,使得短期梯级水电优化调度中的优化变量在大小和时间两个维度上变化,采用常规算法直接求解困难。针对所建立模型的特点,提出了结合逐次逼近法和混合整数线性规划法的求解方案,以逐次逼近法构造了逐步逼近精确水流滞时的迭代流程,迭代流程中每次迭代为一个常规短期梯级水电优化调度问题,采用混合整数线性规划法进行求解。一个两电站测试系统和某8水库的实际梯级水电系统的算例结果表明了所提出模型和方法能够有效提升梯级水电系统的经济效益。     

水库调度决策支持体系在北盘江梯级水库的应用

分析了水库调度决策支持体系建设背景、体系架构和关键创新,以北盘江流域梯级水库3年多来优化调度应用效果为实例,论证了水库调度决策支持体系的合理性、科学性和实用性,并就水库调度决策支持体系存在的不足提出了进一步完善的建议和意见。     

清江梯级水电站联合调度图的研究与应用

针对清江梯级水电站开展了水库联合调度图的研究,结合库群补偿调度的库容效率指数方法,建立了基于微粒群算法的联合调度图研制模型。得到的联合调度图方案符合清江流域水文及梯级水库结构特点,同时具有调度决策直观、操作简明的优点。经模拟调度检验,联合调度图与现设计应用方案相比,清江梯级总出力不仅满足设计保证率,而且年均发电量可提高2.01亿kW.h,增长率达2.77%,减少弃水10.67亿m^3,减小38.96%。     

梯级建设环境下水电工程施工导流风险分析

梯级建设环境下水电工程施工导流系统风险受到上游梯级洪水蓄泄和下游梯级水库运行的影响。基于对上游已建梯级、区间洪水、支流汇入、上游在建梯级和下游在建梯级等主要组成部分的影响分析,计入上游水库调蓄、区间河槽调蓄作用,考虑天然洪水、上游梯级泄流能力、支流汇入洪水及其叠加方式、区间洪水、下游梯级回水和施工导流系统泄流能力等不确定性因素,按影响次序叠加得到施工洪水,以洪水下泄过程模拟为主要的因素耦合方式,建立梯级建设环境下水电工程施工导流风险测度模型,应用Monte-Carlo方法求解风险度。研究成果为金沙江下游白鹤滩电站施工导流标准决策提供了参考。     

异重流过程的梯级水库优化调度研究

多泥沙河流上的梯级水库建成后,水库异重流过程就具备了人为可控的条件.相比其他人工干预的输沙方式,异重流具备优良的输沙特性,因此调度部门可以通过水库梯级调度的手段控制异重流的产生和发展,实现防渗、减淤、排沙、调节下游河道等综合利用目标.本文通过研究黄河小浪底水库建成以来的异重流排沙过程和调度方案,建立了适于不同目标和预案的异重流过程梯级水库联合调度模型,并利用BP神经网络对模型求解.最后通过算例对2006年的人工塑造异重流调度过程进行了模拟和优化.结果表明,该模型可以反映调度过程中主要指标的相互关系,对异重流调度的决策有一定的支持作用.     

按日负荷图运行的梯级水电站群短期效益比较

为了适应电力市场环境下电网的需求,最大限度地发挥梯级水电站群的效益潜力,建立了按日负荷图调度的梯级水电站日调度模型,采用丰,平、枯三个典型年的日流量过程,计算某流域梯级水电站群在不同投产期下的各电站组合的单独运行与联合运行效益,在此基础上进行综合效益对比分析.结果表明,梯级水电站群短期联合运行效益较单独运行增幅明显,且随着投产期的推进电站组合中电站数量的增多,增幅有递增的趋势,经济效益显著,对落实国家节能减排政策以及促进环境保护低碳发展具有重要意义.     

改进的多层次优化算法在水库群优化调度中的应用

随机动态规划(SDP)方法是水库优化调度的基本方法,但将其应用于包含有多年调节水库的水库群的优化调度时会引起"维数灾"问题,并且难以反映多年调节水库调节周期不定的特点。针对这种情况,本文提出多层次的改进遗传模拟退火优化算法(IGA-SA),把库群优化问题分解为第1层次的SDP优化与第2层次的IGA-SA优化,从而获得库群的优化调度结果,并应用于贵州乌江梯级水库群中长期发电优化调度研究中,取得较好的结果。实践表明,该方法可以克服随机动态规划应用中遇到的"维数灾"问题,并给包含有多年调节水库的水库群的优化调度问题研究提供了有效的工具。     

基于耗散结构理论的水电梯级开发项目环境管理绩效分析

基于耗散结构原理,构建了梯级开发项目环境管理绩效耗散结构模型,对水电梯级开发项目环境管理绩效水平进行耗散分析。根据项目管理中的＂管理熵＂原理,建立了水电梯级开发项目环境管理正熵流及负熵流指标体系。根据＂熵值法＂原理,分别计算出正熵值＂dis＂和负熵值＂des＂,对二者求和得到表征环境管理绩效水平的总熵＂ds＂。ds〈0,表示系统耗散结构形成,环境管理绩效水平较好;ds=0,表示管理绩效暂时处于稳定水平;ds〉0,表示环境管理绩效水平较差。最后通过算例对该模型进行了验证。     

基于数值降雨预报信息的梯级水库群发电优化调度

在水库群发电调度中,考虑预报信息的联合调度是提高水库群发电效益和稳定性的有效途径。然而降雨预报信息的不确定性将直接影响发电调度的效益。为此,本文首先将降雨量进行分级,给出各降雨量等级的实际降雨概率分布;然后将蓄水库容与径流相融合,并基于参数–模拟–优化模型(PSO)建立PSO-Hedging Rule Curves(PSO-HRCs)调度图。在此基础上,根据实时预报降雨信息,获得各频率条件下的降雨量、径流量和调度决策,同时评估各频率调度决策的弃水和蓄水风险和损失。本文以浑江梯级水库群为例,采用美国全球预报系统(GFS)发布的降雨信息开展研究,结果表明在实例水库采用70%~85%概率对应的调度决策具有较高的效益和稳定性。     

基于Copula-Monte Carlo方法的串联施工导流系统风险分析

考虑上游水电站和区间施工洪水间的相关性,提出对流域相邻两座同期建设的水电站组成的串联施工导流系统进行风险度量的方法.基于整体风险分析思想,结合梯级导流系统水文、水力特征,耦合主要风险因子构建串联施工导流系统风险模型.在此基础上利用二维Copula函数来描述两区域施工洪水洪峰间的相关结构,并建立联合分布,从而应用Copula-Monte Carlo方法模拟梯级施工洪水.最后对一个工程案例进行计算分析,并与忽略洪水相关性时的随机模拟方法进行比较.结果表明,该方法能够保持洪水洪峰间的相关性,模拟结果更为合理,从而为梯级水电站建设条件下的施工导流系统风险评估提供了新的方法和理论.