基于差分进化算法的水电站短期经济运行研究

以水电站运行成本最小为目标,提出了一种用差分进化算法（differential evolution, DE）实现大型水电站最优运行的方法。差分进化算法是一种基于群体的多目标进化算法,通过群体内个体间的合作与竞争产生的群体智能指导优化搜索。将改进的方法应用于水电站经济运行,模型考虑了机组能量特性差异,并能在旋转备用、启停成本、气蚀振动区、机组可用性等约束条件下,制定出电站日内96段最优运行计划。计算表明,该方法避免了动态规划等算法处理多约束、大型优化问题的困难,同时提高了进化算法的精度。     

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。     

改进量子进化混合优化算法在溪洛渡电站机组组合中的应用研究

传统方法求解水电站机组组合问题时存在易陷入局部最优、易出现"维数灾"、收敛性差等缺陷,因此提出了一种改进量子进化混合优化算法用以解决这一问题。通过将量子进化算法与基于经济运行总表的动态规划法嵌套,分别对外层机组组合和内层负荷分配问题进行迭代优化;同时,引入最短开、停机时间修补策略和备用容量修补策略,有效处理多重复杂约束,在保证计算精度的前提下,显著提高收敛速度。以溪洛渡电站经济运行中的机组组合问题为工程背景进行了实例研究,并与已有DP和IBPSO方法进行对比分析,结果显示所提算法简单高效,优化效果好,具有较强的工程实用性。     

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。     

基于等风险约束的机组日运行调度

本文从一个新的角度探讨了电力系统机组日运行调度问题。以系统等运行风险度和机组投运前导时间为约束,旋转备用为目标函数,建立了求解机组日运行计划的动态规划数学模型并提出了相应的算法。该方法可与常规的机组最优投入方法结合,进一步研究大型发电系统的可靠、安全、经济运行。     

考虑电网N-1闭环安全校核的最优安全发电计划

提高发电计划的安全性和经济性是将短期发电计划应用于实际调度运行的关键.提出了将机组组合与电网线路N-1安全校核直接闭环的发电计划模式,实现了考虑线路N-1闭环安全校核的机组组合全空间优化,有效地提高了发电计划的安全性和经济性.基于该模式,提出了主、子问题一体摔制的最优奔德斯(Benders)分解方法,确保了分解协调的最优性和高效性,并且将起作用整数变量的识别方法嵌入主问题求解流程,进一步提高了安全机组组合模型的求解效率,为所提方法的实用化奠定了计算基础.理论分析和算例测试验证了所提最优闭环发电计划的最优性和高效性.     

大规模风电接入下的机组组合最优校正策略

不断增大的风电并网容量对电网消纳风电提出了重大挑战,尤其在以火电机组为主的发电运行环境下,不考虑起停优化的日发电计划编制流程加剧了风电接纳的难度。提出了一种日前发电计划阶段的机组组合最优校正策略,可以在调整机组出力无法满足风电消纳的情况下,进一步有序调整机组的组合状态来接纳风电,从而提升了机组组合对大规模风电接入的适应性。实际系统算例分析证明了算法的有效性,在此基础上开发的调度计划系统已成功应用于某省级电网。     

大型水电站机组检修计划优化数字化模型构建及应用

以机组的发电效益最高和检修成本最低为目标,建立机组检修计划的优化模型;通过对机组检修工作的全面梳理和分析,充分考虑机组检修期间关键节点的控制和检修工期的优化,创新地设计了具有可推广性的大型水电站机组检修计划数字化模型,利用数字化模型指导实际检修工作,并应用蚁群算法求解所提模型。实例计算表明,所提方案可以安全高效地开展检修任务和实现检修进度的精准控制。     

基于全网统筹的联络线分层优化调度

传统联络线计划完全基于电力交易,与电网运行长期处于松耦合状态且与机组计划相对独立,存在联络线计划调整困难,资源全局配置能力不足等问题。针对上述问题,文中以现有联络线计划编制方式为基础,提出了基于全网统筹的联络线分层优化模型。上层模型通过全网安全约束经济调度求取理想联络线计划。下层模型以理想联络线计划为优化目标,以交易合同实际执行为相关约束求解联络线计划。该模型实现了联络线计划自动编制与灵活调整,提供了一种将联络线计划与电网运行状态相结合的可用方式。将所提模型运用于华中电网联络线计划编制,并对优化结果与传统计划进行对比分析,验证了所提方法的正确性与有效性。     

日启停燃气机组调峰运行方法

燃气机组是我国电网重要调峰电源,如何充分发挥其调峰性能对缓解电网调峰压力尤为关键。该文考虑燃气机组日启停运行现状,提出混合启发搜索策略和切负荷策略的燃气机组调峰运行方法。该方法将计划电量作为单机控制目标,考虑出力上下限确定机组开机时长范围,同时以负荷高低为启发信息,搜索确定可行的连续开机时段集合;考虑可调出力下限,采用改进切负荷策略优化确定每种开机方案的高峰出力过程,并以余荷均方差最小为准则选择最优的开机运行方案和机组发电计划。通过浙江电网日前发电计划数据应用分析表明,该文所提方法改进了以往燃气机组高峰时段固定出力的运行方式,提高了对负荷调节的灵活性,较实际发电计划具有更好的调峰效果。     

双排机水电站运行综合优化研究

以李家峡双排机水电站为实例,开展双排机水电站综合优化运行研究,通过真机测试分析,得出了李家峡双排机水电站机组稳定性特征和机组效率变化规律,提出了双排机水电站优化运行模式.构建了双排机水电站运行综合优化模型,提出了机组效率、运行稳定性以及电站发电效益多目标同步优化策略.最后,采用实际运行数据对所提模型和方法进行了验证.得出的优化方案满足各项约束条件,并同步实现了多项预期目标,耗水率指标优化幅度达3.12%.结果对类似工程具有借鉴价值.     

大规模小水电群一体化发电计划编制方法

针对小水电无序管理,弃水、窝电现象严重,水资源浪费问题突出的现状,设计省地一体化小水电发电计划编制方法。该方法规范了小水电计划编制流程,对发电计划实行分级制作与管理,增加了输电断面安全校核环节,并给出了超限断面计划调整方法,通过建议计划上报–输电断面校核–计划协调发布的闭环方式有效提高了发电计划的准确性和可操作性。该方法目前已应用于云南电网小水电管理系统,方法的科学性与有效性得到了实际工程的验证。     

基于改进BBO算法的风电-水电互补优化运行策略

为平抑风电的出力波动,同时考虑到风电与水电具有良好的互补性,提出风电与梯级水电站的互补优化运行策略。鉴于风速的不确定性,将风电出力视为随机变量,从兼顾风电-水电互补运行的稳定性与经济性、保证后续发电能力的角度出发,建立基于机会约束的多目标随机优化模型。采用引入余弦型迁移模型、差分进化算法的变异策略以及动态非均匀变异算子的改进生物地理学优化算法(Biogeography-based Optimization,BBO)求解优化模型,并结合随机模拟技术求解机会约束。通过基于风电预测与径流预测的分时段动态滚动决策,来不断修正风电与水电的后续运行方式,进一步提高互补运行的可靠性。以一个大型风电场和一个三级梯级水电站互补运行为例验证了所提模型、算法以及策略的可行性和有效性。     

抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法

在随机生产模拟中运用负荷曲线分解技术和动态规划方法,提出了抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法。该算法以系统发电运行成本与缺电损失之和最小为目标,满足了电站水库蓄水及库容限制条件和日或周的抽水-发电循环电力电量平衡条件,计及了抽水蓄能电站在抽水和发电方式下随机停运的影响。算例证明了该算法的可行性,并且可在电源规划、发电计划和系统运行优化中更准确地模拟、分析和优化抽水蓄能电站及其所在系统运行状况。     

综合环境保护及竞价风险的发电侧经济运行

为了在电力市场中的发售电方能实现节能环保、低风险、高收益的竞价上网,对机组出力变化与市场电价波动之间的协调联动关系进行了研究,以交易日售电总利润最大化为目标,综合考虑实际报价风险系数、环境保护成本、机组运行成本及阀点效应,构建交易日的机组分时段出力优化模型,由此得出机组的经济运行优化方案,从而形成合理的发电报价计划;并结合遗传算法和粒子群优化算法两者的特点,设计了一种混合优化算法对所构建的具有非线性、非凸特性的动态规划模型进行快速准确地求解;最后通过算例应用的仿真分析,验证了该方法的可行性和有效性。     

提升火电机组AGC性能的混合储能优化控制与容量规划

以铅酸电池和全钒液流电池组成的混合储能为例,针对常规机组调频的固有特点,研究了混合储能装置配合传统机组参与自动发电控制(AGC)的充放电策略和最优容量配置计算方法。首先,针对常规机组调频的特点,提出一种考虑抑制反向调频、死区振荡、储能装置过度放电、荷电状态水平强制归位的优化控制策略;其次,综合考虑配置储能装置成本和发电侧调频收益,构建储能装置系统经济运行优化函数的容量规划模型;最后,根据某发电厂实际运行数据进行仿真计算,利用粒子群优化算法求解,结果表明该方法的调频效果、运行经济性等比常规机组调频均有提升。     

Combined cycle unit commitment in a changing electricity market scenario

For Generation Companies (GENCOs) one of the most relevant issue is the commitment of the units, the scheduling of them over a daily (or longer) time frame, with the aim of obtaining the best profit. It strongly depends on the plant operational generation costs, which depend in turn on the choices taken at the design stage; it follows that design technical choices should also aim at determining the best generation cost structure of generating units with respect to the market opportunities. In the paper the unit commitment (UC) problem has been considered, with highlights on changes in the market scenario. The paper analyzes the relevance of some design choices (structure, size, regulation type) on the economics of the operation of gas–steam combined cycle generating units. To solve the UC problem, a recently proposed method for mixed integer nonlinear programming problems, with the use of a derivative free algorithm to solve the continuous subproblems, has been considered. The results for two GENCOs are reported: one managing a single unit and the other managing three units. Numerical examples show the sensitivity of the UC solutions to the market conditions and to the design choices on the regulation type in the evolving scenario of the Italian Electricity Market.     

多种群蚁群优化算法在大型水电站自动发电控制机组优化组合中的应用

为求解大型水电站自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组优化组合问题,提出一种多种群蚁群优化算法.同时,综合考虑水量、电量平衡,水库、机组运行限制等多重安全生产约束条件,提出了一种流量—水头—出力的循环迭代策略确定时段动态水头,并引入基于机组启停优先顺序表的系统备用容量修补技...