基于水库能的水电站发电模型

首次对水电站大型水库水体进行分级处理,采用数学微元分析思想,揭示压力引水管入水口处水体微元的能量形成机理,建立水库水体的水能综合利用模型.在此基础上,利用能量转换守恒定律,建立水电站系统的详细水机电耦合模型.探索电能形成与水体微元动能、势能、压能和水库能之间的关系;研究压力引水管倾斜角度、发电机组分布位置、水库调节能力和水库水体的最大利用小时数等因素对瞬时发电量的影响规律.通过仿真分析与比较,验证了所建详细水机电耦合模型的正确性和实用化水机电耦合模型在确定水电站装机容量及其发电规划时的相对保守性,为水电站建设和经济运行提供理论依据,对实现水能到电能的高效转换具有重要意义.     

水电站装机容量的选择

针对水电站装机容量选择和确定计算方法所存在的问题,提出了基于水库能的装机容量计算方法。首先将通过分析水库水体的水能、动能和压能的分布、输移和转换形式,提出了水库能的概念。以发电量最大化和水能利用最大化为目标,提出水电站装机容量的计算方法。以红水河流域某一水电站为例进行了仿真计算。计算结果表明,水库可用水量、入库流量、洪水流量对水电站装机容量有较大影响。     

水库发电优化调度模型的对比研究

水电发电效益是水库调度的核心内容.为了寻求满意的发电效益,在考虑水电站水库自身约束和系统调峰要求,建立以系统发电效益最大为目标的优化调度模型,并通过乌江渡水库实例计算,对发电量最大和发电效益最大两种优化调度模型进行对比分析.结果表明：后者较前者更符合实际.     

梯级水电站水库蓄能利用最大化的长期优化调度

以强迫弃水和有益弃水的混合弃水策略为基础,将梯级水电站看作一个整体,建立蕴涵末级水电站弃水电量最小、水力资源电站间分配时的发电量增益最大和水电站总发电量最大的梯级水电站水库蓄能利用最大化长期优化调度数学模型。构建了描述蓄水量、发电引用流量、弃水流量、水库前池水位和放水路水位之间关系的水电站水头特性详细数学模型。基于递归思想,建立以弃水流量和发电引用流量表示的水库蓄水量表达式。针对日调节水电站在长期优化调度中的特殊性,采用比例放大策略,建立了水库的等效库容约束条件。以一个三级水电站为例进行仿真分析,以混合弃水策略为基础的水库蓄能利用最大化优化调度数学模型可以提高约4%的综合发电量,表明了有益弃水策略在合理分配水力资源和提高电站综合发电效益方面的有效性。     

水电站分期发电调度规则提取方法

针对水电站发电优化调度需求，提出了结合灰色关联度（GRA）和贝叶斯模型平均法（BMA）提取水电站水库分期发电调度规则方法。在确定性优化调度模型基础上，首先确定决策变量和影响因子属性集，基于GRA筛选分期影响因子；然后分别采用多元线性回归模型、支持向量机模型及BP神经网络模型拟合得到分期水电站水库发电调度规则；最后应用BMA进行多模型结果加权平均获取最终分期水电站水库发电调度规则。以新安江水电站为例，对本文的方法进行了验证。研究结果表明，基于GRA和BMA结合的调度规则提取方法不仅可以提供精度较高的均值模拟，而且能较好地保持确定性优化调度的发电效益。     

考虑发电风险率的水库优化调度图编制

传统发电水库优化调度模型一般以最大多年平均发电量和发电保证率为目标函数,其内涵是水库经多年调度运行的平均期望效益最大化,而不能反映调度运行一段时期的风险率.本文针对水电站水库优化调度图编制问题,采用不同目标函数建立了两个模型:①以最大化多年平均发电量和发电保证率为目标的多年期望模型;②基于原设计常规调度图这一评价基准,定义发电风险率为发电量或发电保证率低于原设计调度图模拟运行结果的频率,建立了强调发电风险的特定时期风险模型.采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ求解,以隔河岩～高坝洲梯级水电站为研究背景,结果表明:较原设计调度图,得到的一个优化调度图年均发电量增加了1.22亿kW·h,年发电量风险率仅为1.82％,发电保证率可增加2.74％.因此,提出的特定时期风险模型适合于临时运行时期或者每年单独考评的调度操作中.     

梯级水电站联合优化发电调度

梯级水电站联合发电调度的优化模型的确定在整个电网经济、安全运行中起着非常重要的作用。文中提出一种新的梯级水电站群联合发电优化调度的调度准则——以单位水体发电电价最高优先发电,在此基础上建立梯级水电站群联合发电优化调度模型及其评价方法。首先建立基于四层水体的水库能的水电站发电模型,在此基础上提出单位水体发电电价的概念。建立优化调度模型时,将电力系统中的负荷变化和在电力市场机制下分时上网电价的影响因素考虑在内。该模型能较为客观地反映梯级水电站运行情况,能给系统调度员做出最佳调度决策提供一定的依据。优化仿真计算结果证明该调度准则具有可行性和适用性。     

水电站水库分期调度图研究

为提高水电站水库发电效益,本文初步提出了一种适应水电站水库不同时期出力特点的分期调度图。首先,阐述水电站分期调度图的基本原理和绘制方法;其次,确定流域水文年起止时间,划分流域丰水期和枯水期;再次,建立梯级水电站发电量最大模型;最后,以大通河梯级水电站调度为例验证分期调度图的合理性。应用表明:分期调度优于常规调度图,可为水电站水库调度提供一条新思路。     

基于遗传算法的小水电站优化调度方法的研究与实践

针对以发电为主的小水电站单库和串联小水电站群，以水电站的发电引用流量为决策变量，以水电站在调度周期内发电量最大为目标，分别建立了优化调度的数学模型。基于浮点数编码的改进遗传算法用于对模型的优化计算，从而提高了算法的搜索效率。基于VC 编程设计了小水电站运行调度智能算法系统软件，用类CbestGA封装了求解一般水库调度问题的遗传算法，并应用于一个实际的小水电站调度，实验结果说明了遗传算法用于水库优化调度的可行性和有效性。     

白山混合式抽水蓄能电站水库调度效率分析

白山混合式抽水蓄能电站为具有常规发电机组和抽水蓄能机组混合的大型水库水电站.本文在充分考虑东北电网需求的前提下,利用抽水蓄能机组的抽水功能,优化白山水库年内的水位变化过程,提高白山水库的运行水位.获得最大化的"水头"增发电量,实现白山混合式抽水蓄能电站年发电量的最大化或年调峰效益的最大化.结果表明发电量最大模型的抽水发电转换效率明显比调峰效益最大模型相应系列的抽水发电转换效率高,发电量最大模型的抽水发电转换效率为90.65～95.50%,调峰效益最大模型的抽水发电转换效率为87.94～92.58%,都比纯抽水蓄能电站的发电转换效率高,表明了混合式抽水蓄能电站的优势.     

考虑输电断面限制的风-光-梯级水电站长期优化调度

针对风-光-梯级水电站系统中水电站电量外送因输电断面限制因素产生的严重弃水问题,结合风、光、水时序发电互补及梯级水电站发电、储能双重特性,建立输电断面限制条件下的多能源补偿调节长期优化调度模型。首先分析风电、光伏可再生能源季节性出力,根据风光出力预测值调整梯级水电站运行水位,实现水库储能并转移发电时段,同时采用逐步优化算法与水位廊道约束耦合方法求解以外送发电量最大为目标的调度模型。最后通过算例仿真,验证了本文模型的有效性和可靠性。     

基于考核水位自动判别机制的梯级水电站群节水增发电考核研究

根据梯级水电站联合调度节水增发电考核的必然性,建立起对应的考核模型和评价标准,基于考核水位对考核结果的影响,引进了考核水位自动判别机制,改进了季及季以上调节电站的考核电量算法,介绍了其具体的实现过程。以乌江洪家渡—乌江渡梯级水电站群为对象,开发了相应的考核软件。算例结果与生产实际情况一致,对广泛开展梯级水电站联合调度节水增发电考核具有借鉴意义。     

探讨藏药标准中亟待解决的问题

目的通过探讨我国已有藏药标准中存在的具体问题,客观分析现状,提出修订意见。方法依据国家有关法规剖析问题,提出建议。结果与结论为切实保障公众用药安全有效,促进民族医药事业健康发展,应加快国家藏药标准的提高工作。     

Incorporating Penalty Function to Reduce Spill in Stochastic Dynamic Programming Based Reservoir Operation of Hydropower Plants

This paper proposes a framework that includes a penalty function incorporated stochastic dynamic programming (SDP) model in order to derive the operation policy of the reservoir of a hydropower plant, with an aim to reduce the amount of spill during operation of the reservoir. SDP models with various inflow process assumptions (independent and Markov‐I) are developed and executed in order to derive the reservoir operation policies for the case study of a storage type hydropower plant located in Japan. The policy thus determined consists of target storage levels (end‐of‐period storage levels) for each combination of the beginning‐of‐period storage levels and the inflow states of the current period. A penalty function is incorporated in the classical SDP model with objective function that maximizes annual energy generation through operation of the reservoir. Due to the inclusion of the penalty function, operation policy of the reservoir changes in a way that ensures reduced spill. Simulations are carried out to identify reservoir storage guide curves based on the derived operation policies. Reservoir storage guide curves for different values of the coefficient of penalty function α are plotted for a study horizon of 64 years, and the corresponding average annual spill values are compared. It is observed that, with increasing values of α, the average annual spill decreases; however, the simulated average annual energy value is marginally reduced. The average annual energy generation can be checked vis‐à‐vis the average annual spill reduction, and the optimal value of α can be identified based on the cost functions associated with energy and spill. © 2010 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

多年调节水库年末控制水位多目标预测模型研究

针对多年调节水库年末控制水位的优选问题,在分析其年发电量与年末库蓄能量关系的基础上,建立了兼顾多年调节电站装机容量效益的年末控制水位多目标预测模型,并以黄河上游龙羊峡水库为例进行了验证。通过入库径流、年初起调水位对年末控制水位的影响分析,揭示了多年调节水库年末控制水位优选的本质。实例计算结果表明,龙羊峡水库2006年之后的运行方式相对之前,已经有了较明显的改善,提高很大,同时也说明新模型合理有效,可用于指导生产实践。     

龙羊峡、刘家峡水库联合调度分析

进入九十年代后,龙、刘梯级水库连续遇到枯不和特枯水年,西北电网新机投产少,而负荷增长速度快,加之当时网内八座大中型水电厂同步来水偏枯,西北电网限电严重,西北各省区工农业生产受到不同程度的影响。龙库由于受综合利用要求约束,被迫降低运行水位。文章着重分析了刘库改善水库运行方式合理安排检修,增加二季度发电量,提高凌前库水位,增加水头,降低水耗,妥善安排洮河重流排沙,达到抬高水头,多发电的目的。刘家峡水电     

基于逐步逼近思想的改进蓄能增量最大模型

传统蓄能增量最大准则未考虑水电站发电效率的影响,并以时段平均值近似计算蓄能增量,无法真实反映水电站调度目标。针对上述不足,首先引入能效系数来反映水电站对水能资源的利用能力,对传统蓄能增量最大准则进行了改进;其次采用逐步逼近算法对改进蓄能增量最大准则中各水电站的能效系数进行了优化计算,并建立了基于逐步逼近思想的改进蓄能增量最大模型;最后以堵河流域潘口、小漩梯级水库为研究对象进行了实例计算。结果表明,所建模型科学合理,通过模型计算能够有效提升梯级水库蓄能,增加梯级水电站的发电效益;相比于现有模型,该模型对应的优化效果更加明显,能够为“以电定水”模式下的生产实践提供更加有效的指导。     

改进的梯级负荷分配耗能最小模型

针对梯级负荷分配耗能最小模型在实际应用中存在的梯级耗能与梯级水库状态转移路径有关的不合常理现象,文中研究了梯级水库的能量变化关系,分析了不蓄电能损失和尾水水头损失对水库能耗的影响,对耗能最小模型进行了改进和完善。以湖南五强溪—凌津滩梯级水库系统为例,仿真结果表明,与按耗能最小模型的最优方案运行相比,按文中改进模型的最优方案运行,梯级系统耗能减少了1.61%,说明改进的模型能够更准确地反映梯级水库系统的能量变化关系和规律。     

汛限水位动态控制对水电-新能源互补能力的提升研究

在水能富集地区,丰水期来水量大,水电发电量大,调节能力不足,水电-新能源消纳矛盾突出,互补调度困难较大。为了缓解汛期水电-新能源消纳矛盾,创新地将汛限水位与新能源消纳相结合,探讨汛限水位动态控制对水风互补能力的提升效果。建立了一定弃电率条件下源荷匹配度最大的水风互补模型,以旬为计算周期、小时为计算时段,采用遗传算法对雅砻江下游“两库五级”梯级电站及周边风电场组成的互补系统开展模拟计算,通过对比分析发现汛限水位动态控制方案相比静态控制方案可多消纳2.55%的风电。结果表明,通过汛限水位的动态控制可以动态增加水电可利用的调节库容,从而提升水电调节新能源的能力。     

促进间歇性可再生能源发电消纳的水电定价与能量管理策略

小水电站是电力系统中重要的灵活性资源,可以促进风电、光伏等间歇性可再生能源(intermittent renewable energy,IRE)的开发与利用.在此背景下,研究了促进IRE发电消纳的水电定价与能量管理策略.首先,根据小水电站的日调节能力,将其分为统一调度水电站(coordinately-scheduled...