用动态规划优化水火电力系统的经济运行

本文提出了一个用二步决策型的动态规划法优化水火电力系统短期经济运行的数学模型,可以在考虑火电系统机组启、停费用影响的情况下得出水电站运行的最优控制和火电系统机组运行的最优组合。     

论确定露天矿最优开采境界的动态规划法

本文对现有的确定露天矿开采境界的动态规划法进行了详细分析和评述;提出了确定露天矿开采境界的平面间接三维动态规划法、复合块段动态规划法;明确提出并建立了有关动态规划的块段支托模式。上述一系列工作有助于确定露天矿开采境界的动态规划法在理论上的完善和在实际中的应用。作者根据网络学的观点,揭示了确定露天矿最优开采境界二维动态规划法的实质,并在此基础上论述了确定露天矿开采境界平面间接三维动态规划法的基本思想,最优性质和计算方法。应用动态规划的基本原理,加之采用复合块段和块段支托模式等方法,使得用平面间接三维动态规划法确定的露天矿开采境界在空间上基本满足开采优化设计要求,在经济效益上得到提高。用动态规划确定露天矿最优开采境界是64年由著名学者Lerchs和Grossman首次提出的。此后,经历了一个由二维到三维的发展过程。现有的方法可分为直接法和间接法两类,间接法又可细分为两种:一是1971年由Johnson和Sharp首次提出的“三维动态规划法”;另一是1983年由朱贵芳提出的“新三维动态规划法”。根据各自计算方法的特点,不妨把两者分别称为纵断面间接三维动态规划法和横断面间接三维动态规划法,或简称纵断面法和横断面法。针对现有方法存在的不足,本文主要在计算方法上提出一种平面间接三维动态规划法。另外,还将提出与平面法配合使用的复合块段动态规划法和三维支托模式的二维动态规划法。这一系列方法将有助于动态规划法的实际应用。     

权衡电能损失和启停成本的水电站机组最佳运行计划

以水电站经济损失最小化为优化目标，提出了一个综合考虑电能损失与启停成本的机组最佳运行计划模型，使降低发电损失和减少开机次数这两个存在矛盾的问题得到兼顾，应用简单遗传算法进行优化，即可迅速得出一日内96个时段机组最经济的运行方式。该模型强调机组启停和水轮机效率之间的协调，考虑了尾水位、压力钢管水头损失和水轮发电机组效率的变化，能够快速制定出平稳的开停机计划，获得各机组最优的负荷分配结果，对竞价上网环境下水电厂的运行管理有一定的实际意义。     

一种降维求解机组组合问题的双重粒子群优化算法

考虑机组组合的电力系统动态经济调度是一个高维复杂的非线性优化问题。提出了一种采用降维思想解决大规模机组组合问题的新方法,降维的方式是将对整个调度周期的优化转化为对每个调度时刻依次、分别优化,即将对矩阵的优化转化为对行向量的优化,降低求解维数。结合离散与连续粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法,分别得到当前调度时刻最优的机组组合状态及对应的最优负荷分配。采用初始化策略提高初始解质量,并对机组启停、爬坡等约束条件处理,使寻优都在可行域中进行,结合优先次序法及智能调整策略避免算法早熟。算例表明本文方法在经济性上具有很大的优越性,且可明显减少开机机组数目,对于求解机组数较多的大规模系统更具优势。     

雨水泵站水泵机组启停优化

为解决雨水泵站运行过程中存在的水泵频繁启停问题,提出一种水泵机组启停优化方法.该方法通过分析泵站的设计参数和水泵机组运行原理,建立启泵水位优化模型,并运用暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)对模型求解,最终得到水泵机组的最优启泵水位.通过实例将优化方法与传统的人工调试方法进行对比,验证了其可行性.研究结果表明:采用优化方法得到的启泵水位可使机组启停次数达到最小,实现了较好的水泵启停效果.同时优化方法也避免了复杂的人工调试过程,得出的优化结果为雨水泵站启泵水位的选取提供参考.     

新三维动态规划法确定露天矿最优境界

三维动态规划法确定露天矿最优境界,是1971年由约翰逊和夏泊提出来的。由于此法圈出的境界需要人工调整,一直未能实际应用。本文提出的“新三维动态规划法确定露天矿最优境界”,在各横剖面优化的过程中同时考虑了相邻剖面的开采条件与最大盈利的要求,无需建立纵剖面,是一次性实现的三维动态规划法。它保持了动态规划法简捷有效的优点,克服了需要人工调整的缺陷,输出的结果是符合开采要求的最优境界。本文通过我国内蒙什报气石墨矿工程设计实例,来说明这一新方法的基本原理与方法步骤,并用目前广泛应用的“移动锥法”及手算法进行验算,列出了三种方法的计算结果以说明这一新方法的实际效果及可靠性。     

火电机组调峰运行方案的优化研究

本文采用最优化技术的数学理论,探讨京津唐电网的调峰运行方案,在满足电网负荷曲线的要求下,计算出调峰机组合理的启停寿命损耗,为了降低启停的经济损失,把调峰机组的供电煤耗率作为目标函数进行优化计算,得出若干优化曲线,制订了与启停寿命损耗相适应的优化方案。最后建议100MW机组实行两班制运行,解决国产200MW机组调峰特性差而难于适应电网负荷变化要求的问题。     

基于PCS7的锅炉顺序控制系统设计

针对火力发电机组启动和停运过程中的诸多复杂问题,基于西门子过程控制系统PCS7,设计了锅炉自启停顺序控制系统。利用PCS7中顺序功能图(SFC)及SMPT-1000,实现锅炉开车、停车及保护控制。结果表明,所设计的系统能够实现一键式启、停,具有较好的安全性、稳定性、简便性,控制效果良好。     

一种多区域机组组合问题的有效算法

本文以二层规划理论为依据,建立多区域机组组合的二层优化模型,并提出模型的有效计算方法。其中,上层是以电力系统总体运行成本最小为目标的有功最优潮流问题;下层由多个单区域内的机组组合问题组成。上层决定下层每区域内的发电任务,下层以此确定机组的运行状态,同时向上层反馈各区域发电成本的边际信息。通过算例分析,表明本文方法对解决网络制约的多区域内机组启、停决策问题是有效的．     

含风电电力系统的月度机组组合模型

为在更长的时间尺度上统筹协调各类发电资源,建立含风电电力系统的月度机组组合模型.分析了保证中长期电量交易顺利进行的均衡调度和节约能源、减少污染物排放的节能发电调度,建立协调电力市场和节能发电的月度机组组合模型.该模型综合考虑了中国"一机一价"和"标杆电价"的上网电价机制,以允许机组间均衡电量进行转移的差别电量为基础,以节能发电优先序列表作为电量转移顺序,利用风电功率相关性分析结果模拟生成考虑尾部相关性和秩相关性的风电功率可能场景,并依据火电机组热启动和温态启动的特点选取模型的计算粒度.算例结果表明:该模型可以在降低机组启停次数的情况下,协调含风电系统的整体购电成本和总煤耗.     

快速求解大规模机组组合问题的启发式算法

根据机组组合问题的特点,制定了确定机组开停机优先权、基荷机组、开机台数、调整开停机计划以满足最小开停机时间约束条件等启发式专家规则。这些启发式规则的应用大大减少了求解问题的规模,缩短了计算时间。仿真计算表明,这些规则应用到求解大规模机组组合问题时,取得了比较满意的效果。     

用拉格朗日松弛法求解概率备用解析表达的机组组合

由于电力系统运行中存在不确定性,因此在机组组合中有必要考虑机组投运风险水平的限制.但机组投运风险水平与机组强迫停运容量呈离散型的分布关系,因而难以与拉格朗日松弛法的机组组合算法有机结合.就这一问题,在前人研究的基础上,对系统投运风险曲线的两种拟合形式,即高斯函数和指数函数,进行分析和研究,发现前者精度较后者明显提高.在此基础上,将投运风险度约束以解析表达的方式引入机组组合的拉格朗日松弛法中,有机一体的完成了概率备用约束的机组组合问题,实现真正意义上的优化.     

用拉格朗日松弛法求解概率备用解析表达的机组组合

由于电力系统运行中存在不确定性，因此在机组组合中有必要考虑机组投运风险水平的限制．但机组投运风险水平与机组强迫停运容量呈离散型的分布关系，因而难以与拉格朗日松弛法的机组组合算法有机结合．就这一问题，在前人研究的基础上，对系统投运风险曲线的两种拟合形式，即高斯函数和指数函数，进行分析和研究，发现前者精度较后者明显提高．在此基础上，将投运风险度约束以解析表达的方式引入机组组合的拉格朗日松弛法中，有机一体的完成了概率备用约束的机组组合问题，实现真正意义上的优化．     

电力系统机组组合与开停机计划

本文提出一种按机组最佳与次最佳组合求取电力系统机组开停机计划的有效方法。这个机组组合是用在研究周期内所予计的负荷峰谷值来计算的,而且只是在机组检修计划变更时才予以重算。本文应用了带分枝限定的混合动态规划法。此方法大大减少了需用的计算机内存和计算时间,可用于求解大型电力系统的机组投入问题。     

利用参数表替代法实现矿储量数据的动态管理——从软件重用工程的角度看YL-MIS矿量动态管理系统

本文将以广东云浮硫铁矿1.5亿吨矿石储量管理系统为例,从软件工程及软件重用工程的角度,阐述了“参数表替代法”在矿储量数据管理系统中的应用。这一方法实现了系统的动态管理,使系统程序摆脱数据驱动方式而变为目标驱动方式,减少了程序对数据的非函数依赖关系。     

煤矿安全系统监控主机程序设计

煤矿安全系统由监控主机、现场控制站、模拟输入测点、数字输入测点和数字输出测点构成。监控主机对现场控制站的监控采取轮询方式。监控主机下发现场控制站内所有控制算法参数、测点参数,根据实际情况使用“程控”或“站控”对测点实施控制。采用了AI-DO、DI-DO两种“控制元”,由控制元的逻辑组合实现了在规定优先权顺序下监控主机控制算法。用面向对象程序设计方法及VB设计现场控制站、AI测点、DI测点、DO测点、AI-DO控制元、DI-DO控制元等多个类,并最终完成了监控主机的监控程序设计。现场实际运行表明软件功能满足设计要求。     

Linux内核链表及其在虚拟文件系统中的应用

为了提高代码的重用性,Linux内核提供了一种抽象的双向循环链表结构。通过对这种双向循环链表及其在Linux虚拟文件系统中的应用进行分析,可以了解这种链表的巧妙之处。这种链表可以将不同结构体类型的数据链接起来,并可以使用相同的链表操作,从而能有效地提高编程效率。     

改进PSO算法解决电力系统机组优化组合问题

机组组合优化问题是一个大规模、离散、非线性的混合整数规划问题,所以求解比较困难,不容易找到理论上的最优解。本文在基本粒子群算法（PSO）的基础上,使用一种空间收缩策略,加快了算法的收敛速度。同时,为了避免算法出现“早熟”现象,让粒子不仅根据自身和同伴中的最好个体进行调整自己的飞行速度,并且向其他个体学习,以及通过改进的粒子群算法（MPSO）进行仿真计算,证明了该算法的有效性。     

Dynamic optimization of cutoff grade in underground metal mining

In order to maximize the overall economic gain from a metal mine operation, selection of cutoff grades must consider two important aspects:the time value of money and the spatial variation of the grade distribution in the deposit. That is, cutoff grade selection must be dynamic with respect to both time and space. A newly developed method that fulfills these requirements is presented. In this method, the deposit or a portion of it under study is divided into "decision units" based on the mining method and sample data. The statistical grade distribution and the grade-tonnage relationship of each decision unit are then computed based on the samples falling in the unit. Each decision unit with its grade-tonnage relationship is considered as a stage in a dynamic programming scheme and the problem is solved by applying a forward dynamic programming based algorithm with an objective function of maximizing the overall net present value (NPV). A software package is developed for the method and applied to an underground copper mine in Africa.