三峡-葛洲坝梯级电站两坝间水位优化控制研究及效益分析

针对三峡-葛洲坝两坝间水位控制对梯级电站发电量影响的问题,以日为单位,以单台机组为调度单元,建立了基于梯级电站发电精细模拟的三峡-葛洲坝日优化调度模型,运用模型进行大量模拟计算,分析了在三峡水库不同运行水位、不同出库流量下两坝间水位变化对梯级电站发电量影响的规律,得出了最优水位控制表.采用多年平均来流资料进行估算,水位最优控制下梯级电站年多增电量达12亿kW·h.     

基于水位变化速率的自动优化发电控制系统

自动优化发电控制系统的主要任务是计算水位变化速率和预测水位,在保证水电站安全稳定运行的前提下,合理安排机组发电,使机组的发电效率达到最优,水电站经济效益最大化.该系统的主要功能包括水位变化速率计算、负荷调整控制、自动开停机控制和功率因数控制等.经过电站实际运行检验,证明该系统是行之有效的.     

基于人工神经网络的梯级水电站群调度规则研究

水电站群的操作运行往往根据经验而来,缺少科学依据.本文根据人工神经网络的非线性决策的特点,提出了水电站群最优调度规则的人工神经网络模型,并结合实际算例,进行其最优调度规则的模拟计算.通过与不同方法所得结果的对比,结果表明了模型的合理性、可行性及实用性.     

考虑预报误差的水电站短期调度模糊风险研究

水电站短期发电计划编制一般采用预报径流进行,但受预报精度限制,预报值与实际值往往存在偏差,当电站位于近边界水位运行时,该偏差就可能带来弃水或出力不足问题。为定量分析径流预报误差的模糊特性及其对水电站短期发电调度的影响,本文提出了一种基于最优贴近度准则的径流预报误差模糊隶属函数优选方法,并引入可信性理论,建立了水电站在两种典型近边界工况（正常蓄水位和死水位）下的发电调度模糊风险分析模型,实现了水文预报误差模糊性与水电站短期发电调度风险的耦合与转化。实例研究中给出了锦西电站在两种近边界运行工况下的高风险区域及建议运行区域,可为该电站实际短期发电调度提供有力的参考和借鉴。     

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。     

考虑水流时滞的梯级水电站水库群短期发电优化调度

在梯级水电站水库群短期发电优化调度过程中,为了规避水流时滞的影响,基于线性空间原理,建立了上级水库的出库流量、区间入流、下库水位所构成的空间与下级水库的入库流量空间的映射函数,并综合应用数据挖掘中的人工神经网络、K-means和Relief方法对其进行求解,构建了考虑水流时滞的梯级水电站水库群短期发电优化调度模型。应用于雅砻江流域锦官电源组短期发电优化调度的算例分析表明,所建立的模型能够提高短期发电优化调度方案制作的精度。     

水电站调压室水位振荡的理论分析及下马岭水电站甩负荷试验的计算验证

本文对水电站压力水流运动的理论分析作了进一步研究论证,提出压力水管不同边界条件的压力、流量关系的通用公式,水流摩阻影响的理论计算公式,对考虑与不考虑水的压缩性也作了对比。为了比较验证,应用本文提出的公式,根据下马岭水电站甩负荷试验的实际资料进行计算,所得结果与实测水位振荡曲线尚属接近。     

基于机组综合状态评价策略的大型水电站?精细化日发电计划编制方法

为减小水电站日发电计划与实际运行的偏差,提出一种基于机组综合状态评价策略的大型水电站精细化日发电计划编制方法.依据机组综合运行状态评价策略,确定机组优先开停次序;考虑水量、水库库容、机组运行限制等多重安全生产约束条件,以发电量最大为目标建立大型水电站日发电计划精细化模型,将其分解为机组组合子问题和开机机组最优流量分配子问题;采用原始量子进化算法和实数差分量子进化算法循环嵌套求解,获得水电站精细化日发电计划最优解.将所提算法应用于葛洲坝水电站并与其他求解方法对比,结果表明所提精细化日发电计划编制方法求解精度高,优化效果好     

基于日典型负荷的水电站群日计划方式

针对电网对水电站的负荷需求，分析了水电站群日计划方式制定的关键技术，提出了基于日典型负荷的水电站群日计划运行方式的制定方法，其结果在满足系统负荷需求和水库综合利用约束下，符合兼顾调峰电量最大和发电量最大的目标。     

系统仿真技术在河道非恒定流研究中的应用

应用混合编程及可视化技术,将一维非恒定流运动的数学模型与系统仿真技术相结合,开发系统仿真计算平台,并将其应用到观音岩水电站下游河道非恒定流的仿真计算研究中,得到了在不同日发电流量条件下各取水口处的水位、流量变化过程。仿真计算结果表明,观音岩水电站下游河道现状地形条件下,水流下泄基流为439m3/s时,河道下游各取水口都能取到水,但每小时的水位最大变幅值均较大,部分取水口的取水将受到影响。工程实例应用表明,建成的仿真平台基本功能齐全,操作简易,运行快捷,适用于河道非恒定流数值计算研究。     

考虑动态水流滞时的梯级水库群日优化调度

梯级水电站水库群短期优化调度中,通常忽略梯级水库间水流滞时的影响或将其作为常数进行考虑,实际上水流滞时是随着上级水库出库流量大小、河道槽蓄状态、区间入流等因素动态变化,想要准确预测下级水库入流是存在困难的。因此,采用多种方法筛选出影响下级水库入库流量的主要因素作为输入,利用神经网络建立输入与下级水库入库流量之间的动态函数关系。以锦东和官地水库梯级为例,建立考虑动态滞时的梯级水电站水库群日优化调度模型,并采用逐次优化法对采用动态滞时与固定滞时的优化方案进行求解和对比分析。结果表明：与固定滞时相比,动态滞时下能够更准确地描述梯级水库间的水流联系,同时能够在一定程度上增加梯级水电站水库群发电效益。     

负荷频繁波动情景下梯级水电站实时调度策略

在新能源高比例并网环境下,如何安全、高效地发挥水电的调节作用是电网安全稳定运行的关键问题之一。介绍电力系统转型时期梯级水电站面临的负荷频繁波动情景,分析水电站实时调度后效性影响,建立实时尺度下水电灵活性量化准则。在此基础上,提出负荷频繁波动情景下的梯级水电站实时调度策略,采用实时与远期视角相结合、时段出力与调度期末水位同时动态控制的方式满足实时调整需求。算例结果表明,所提实时调度策略在多种负荷波动场景下均可提升水电系统对未来调度时段风险的对冲能力,比传统实时调度策略更适应当前水电运行环境。     

有抽水蓄能电站的联合电力系统优化调度模型和算法

本文介绍了一组有抽水蓄能电厂的电力系统优化调度的模型和算法，包括机组的最优起停。用Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ松弛法将问题问题分解为多个子系统，对协调级建议一种灵敏系数法代替常规的次梯度法、速度快适应性好；火电机组组合彩分解的方法；对抽水蓄能电厂的模型作了详细的描述，考虑了上、下游水库水位变化的影响，提出一种最大增益网的算法，可最优选择日抽水量。相应的模型和算法已成功地用于实际系统，并用于运行计划及效益分     

多运营主体梯级水电站参与的日前市场出清模型

中国普遍存在梯级水电上、下游电站隶属不同运营主体的现象,各电站独立参与现货市场竞价时,调节性能欠佳的下游电站可发电量由上游电站中标电量决定,面临中标电量与实发电量匹配失衡的问题,导致交易结果难以执行,不利于市场稳定和水电资源利用。为此,文中研究了多运营主体流域梯级水电站参与的日前市场出清模型,下游电站作为价格接受者,无需申报电量,其电量通过上、下游电站水力耦合关系,表示为关于上游电站申报电量的线性函数,嵌入日前出清优化模型,实现上、下游电站联合出清。重点探讨上、下游电站之间水流时滞对下游电站运行的影响,并在日前市场出清中予以考虑。最后,以包含6家发电商和8家购电商的系统为例,模拟日前市场竞价场景,结果表明:该出清模型能有效缓解下游电站独立参与电力市场面临的发电量匹配失衡问题。     

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。     

上游水电站控泄条件下的施工导流效益评价

梯级建设条件下,上游水电站控制下泄流量是施工导流风险调配的有效途径。本文针对上游水电站控泄作用的效益评价问题,以上游水电站和施工导流系统为研究对象,系统分析上游水电站运行方式的转变对自身效益、下游在建工程的影响。以自由泄流工况为基准点,基于施工导流系统的视角,通过分析上游水电站控制下泄流量对施工导流标准、施工进度、防洪安全的影响,计算上游水电站控制下泄流量的综合效益。以发电损失为控泄成本,将效益费用比作为评价准则,经济性论证利用上游水电站控泄作用来分配施工导流风险方法的可行性。最后通过案例分析,表明该方法是有效、可行的。     

梯级水电站实时补偿增益多因素综合分配方法探讨

龙头水库带一串日调节或无调节电站组成的水电梯级,在汛初和汛期两场洪水之间的特定时段开展小流量泄流补偿调度,既可以减少龙头水库无益弃水,又能增加下游电站发电量;分析了影响实时补偿调度增益分配的主要因素;提出了补偿调度增益的计算原理和龙头水库泄流补偿调度风险率与期望损失计算方法;提出了具有明确物理意义的补偿调度增益多因素综合分配模型。通过沙溪流域的实例分析,表明提出的方法能够取得合理的结果。     

无穷大电网下带超长引水隧洞的水电站小波动过渡过程研究

超长引水隧洞水电站水流惯性巨大,导致调压室水位波动周期长、振幅大、衰减慢,孤网条件下,采用PI或PID调节,超长引水隧洞水电站的小波动调节品质较差,衰减较慢,常常需要增大调压室稳定断面面积来改善调节品质,工程代价较大。实际并网运行条件下水电站的小波动过渡过程的稳定性及调节品质,尚未见过这方面的研究报导,本文通过Matlab软件中的Simulink及Sim Power Systems工具箱构建超长引水隧洞水电站单机无穷大网的详细电力系统仿真模型,研究无穷大网条件下带超长引水隧洞水电站小波动稳定性及调节品质,为该类水电站的设计和运行控制提供参考和依据。     

计及弃水风险和机组启停的水电站负荷分配研究

厂内经济运行是提高水电站经济效益的重要途径之一,目前国内外的研究偏向于寻求理论上的最优解,缺乏对弃水风险的考虑,与水电站厂内经济运行实践存在一定的差异。针对上述问题,本文提出以分区间控制水位变幅为约束的厂内经济运行模型,该模型在考虑梯级水电站之间的上下游协调基础上,实现计及弃水风险和机组启停条件下负荷最优分配。该模型应用于乌溪江电厂,求得的最优机组组合能够有效控制风险并降低耗水率,满足厂内经济运行的需求,对水电站厂内负荷优化分配具有一定的指导意义。     

复杂约束下梯级水电站机组尺度负荷逐次降维优化分配

梯级水电站负荷优化分配涉及水位协调型、时段耦合型等复杂约束条件。面向水位协调型约束,界定梯级水电站安全运行的高限水位与低限水位,分析在梯级水电站高水位运行区、经济运行区以及低水位运行区不同组合方式下的电站出力特性;结合时段耦合型约束条件,以厂间-厂内负荷一体化分配为研究目标,提出三层逐次降维策略,将梯级水电站总负荷分配至厂间尺度,利用耦合动态规划算法将梯级水电站厂内负荷分配至机组尺度。实例结果表明,与传统的动态搜索算法相比,所提算法对复杂约束条件表现出良好的适用性,寻优质量得到明显提高。