含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站群调度规则建模方法

含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站群调度运行复杂,国内外研究较少.以第二松花江白山-丰满混合式抽水蓄能电站梯级水电站群为背景,提出了梯级水电站群长期调度规则建模方法.该方法以典型日负荷为基础推求调峰、填谷电价曲线,以发电效益最大为目标,以保证出力为约束构建了长期调度规则优化模型,并将混合式抽水蓄能电站的抽水与发电水-能转换模型引入随机动态规划算法进行模型求解.实例计算结果表明,所提模型方法能够有效解决混合式抽水蓄能电站长期优化调度问题.     

跨流域引水期间受水水库引水与供水联合调度研究

针对跨流域引水工程中受水水库引水与供水联合调度问题,建立了供水量最大与引水效率最高的多目标联合调度模型,并将其分解成两个单目标调度模型,应用长系列模拟优化的方法,求解受水水库引水与供水联合调度图及其调度规则。以大伙房水库输水应急入连工程规划为基础,采用本文建立的模型方法对其受水水库碧流河水库进行实例研究,先后求解引水期间水库最大可供水量以及如何高效引水的问题。结果表明,进行联合优化调度后,可提高跨流域引水的有效性,从而增加受水水库的综合效益。     

跨流域引水后受水水库引水与供水联合调度研究

针对跨流域引水工程中受水水库引水与供水联合调度问题，建立了供水量最大与引水效率最高的多目标联合调度模型，并将其分解成两个单目标调度模型，应用长系列模拟优化的方法， 求解受水水库引水与供水联合调度图及其调度规则。以大伙房水库输水应急入连工程规划为基础，采用本文建立的模型方法对其受水水库碧流河水库进行实例研究，先后求解引水后水库最大可供水量以及如何高效引水的问题。结果表明，进行联合优化调度后，可提高跨流域引水的有效性，从而增加受水水库的综合效益。     

优化引调水规则的跨流域水库联合调度研究

为解决跨流域水库群最优供水调度问题,以忻定盆地-阳泉跨流域供水系统为例,结合该地区的水库群及供水区特点,优化引调水规则和供水规则,设置引水控制线和减少引水控制线将受水水库库容分为3个区间,设置调水控制线将水源水库库容划分为2个区间,以此建立跨流域水库联合调度模型进行合理调度.结合实例对优化后的引调水规则和优化模型的可行...     

考虑生态目标的大伙房水库引水与供水联合调度研究

随着水利工程数量的不断增多,工程建设对生态环境影响也逐步凸显出来,生态目标开始受到重视,并被纳入水库的调度决策。文章以辽宁省大伙房水库为研究对象,在跨流域引水条件下,构建了考虑生态目标的引、供水联合调度模型,并对模型的求解以及多目标方案的优选决策进行了研究。     

大型复杂跨流域调水工程电站-水库-泵站群多目标优化调度

考虑调水量、发电最大和耗能最小3个目标,建立电站-水库-泵站群多目标优化调度模型。基于参数调整策略、邻域变异和加速策略,提出了求解多目标优化调度模型的综合改进布谷鸟新算法并求解模型,获得了发电、调水、泵站耗能多目标Pareto解集。以引汉济渭大型复杂跨流域调水工程为实例,将该模型与模拟调度模型和NSGA-Ⅱ算法多目标优化调度模型的结果进行比较,结果表明,该优化调度模型的发电、调水、耗能、弃水等各项指标合理,具有相对优势。     

市场环境下梯级水电站短期优化调度研究

市场环境下,梯级水水电站的短期调度竞价报送发电计划阶段,根据预测的边际电价和入库流量,以发电收益最大化为目标制定短期调度计划;电网负荷下达阶段,根据电网下达日内96点负荷和预测的入库流量制定短期调度计划。后者在流域梯级统一调度背景下,若梯级水电站具有流域统一电价,梯级水电站短期调度以耗水量最小为目标进行优化;若梯级水电站具有不同电价,则梯级水电站短期调度以发电收入最大为目标进行优化。以市场环境下不同阶段梯级水电站制定短期优化调度计划为对象,研究梯级水电站短期优化调度模型及其求解算法,构建梯级水电站短期优化调度整体框架。研究表明,市场环境下不同阶段采用不同模型进行短期优化调度,可节约梯级水资源、增加梯级发电收益。     

梯级水电站水光互补系统调峰运行方式研究

针对梯级流域涉及电站数量较多，光伏出力的随机性和不确定性等问题，提出了一种能够考虑机组负荷分配的水电调峰模型。首先，以调峰效益最大为目标，构建了一种水光互补的梯级水电站调峰模型；然后，根据所得梯级电站群日内发电曲线，构建基于调峰模式下的梯级水电站负荷分配模型；最后，针对梯级水电站枯期时对比分析了3种场景下以调峰效益最大模型的水光互补系统调峰优化结果，验证了模型的合理性与有效性。     

大规模水电站群短期优化调度方法Ⅲ:多电网调峰问题

随着我国电网和水电规模的扩大,水电系统多电网调峰的问题越来越突出。以南方电网的水电系统为背景,构建了跨流域巨型水电站群多电网调峰优化调度模型。结合凝聚函数法和多目标模糊优选法建立替代优化目标,提出逐次逼近的关联搜索算法来满足求解过程中大量的时间耦合型约束。实际运行过程表明,本文提出的模型和求解方法能够得到高效的、满足实际工程中需求的应用结果,是一种切实可行的水电多电网调峰优化调度方法。     

跨流域供水水库群调水启动标准研究

本文提出了一种新的调水启动标准,该标准是由一组对水源水库与受水水库的蓄水状态综合判断条件构成。文中建立了跨流域调水启动标准优选的水库群联合调度模拟-优化模型,该模型以用水户缺水程度最轻、水库群弃水量最小和实际调水量与水行政主管部门确定的调水量之间的误差最小为目标函数,并采用并行多种群混合进化的粒子群算法PMSE-PSO对该模型进行优化求解。以我国北方3座具有多年调节性能的大型水库为例,进行了跨流域调水工程研究,结果表明：新的调水启动标准与水库群联合调度模型具有合理性与有效性。     

金沙江干流梯级水电站水库群长期优化调度

以金沙江干流梯级水电站水库群为研究对象,建立了金沙江梯级水电站水库群兼顾保证出力要求的以发电量最大为目标的长期优化调度模型;考虑水电系统的调峰要求,建立了金沙江梯级发电量最大长期优化调度模型.均用逐次逼近动态规划法求解,结果表明,调峰系数不同对梯级水电站发电效益及运行方式有明显影响.     

考虑回水顶托影响的梯级库群日前调峰MILP模型

水电日前调峰优化调度需要同时考虑电网、水库及机组多重约束,本质上属于复杂的多维、动态、非凸、非线性规划问题,将回水顶托影响考虑到模型当中进一步加剧了模型的求解难度。本文建立考虑回水顶托的梯级水库混合整数线性规划(MILP)96点调峰模型,通过将回水顶托水库中多个非线性约束聚合成单个四维超曲面约束的方式减少模型整体非线性约束个数,并采用SOS2约束对该模型进行线性化处理,最终实现模型高精度高效求解。以西南地区某梯级库群为工程背景,选取汛枯期4种典型日方案验证所提模型及算法的有效性,并分析考虑回水顶托的必要性。结果表明,所提模型较传统模型在提高精度的同时也显著提升了求解效率,并在各场景下均能达到较好的调峰效果,对水库精细化调度具有重要意义。     

基于灰色关联度与理想点法的梯级水电站多目标优化调度方法

针对梯级水电站群调度目标间的协调问题,建立了多目标优化调度模型,提出了基于灰色关联度法与熵权理想点法相结合的迭代计算方法。应用灰色关联度法将多目标优化模型转换成多个单目标优化模型,并采用逐步优化算法求解,得到多目标优化数学模型的非劣解集,以熵权理想点法从非劣解集中选择最优解。澜沧江流域梯级水电站群的实例研究表明,该方法较好地处理了不同目标间、不同目标权重组合方案间双重多目标优化问题,为协调长期优化调度多目标间的矛盾提供了一种可行方法。     

梯级水电站群并行多目标优化调度方法

为保障梯级水电站群多目标优化调度问题的计算效率和求解精度,提出了基于Fork/Join多核并行框架的并行多目标遗传算法。该方法以多目标遗传算法为基础,引入多种群异步进化策略保证种群间个体多样性;采用迁移机制保障子种群的信息有机互馈,提升算法收敛性和解集多样性;利用并行技术实现子种群在各内核的同步求解,提高计算效率。针对问题特点,耦合个体实数串联编码方法、混沌初始化种群策略和约束Pareto占优机制等,进一步提升方法寻优性能。澜沧江流域梯级水电站群多目标优化调度结果表明,所提方法可充分利用多核资源,提升模型计算效率与求解精度,并能获得分布均匀、合理可行的调度方案集,为水电系统多目标高效决策提供科学依据。     

三峡梯级电厂日优化调度

梯级水电厂间的电力联系和水 力联系使得水电厂的短期经济运行非常复杂，其调度方式也灵活多变。文中针对三峡梯级水 电厂的3种可能调度方式，建立日优化运行模型，并用动态规划进行求解。计算结果表明， 动态规划方法对于求解梯级水电调度问题是行之有效的。     

引滦工程尔王庄暗渠泵站经济运行方案研究

引滦入津工程中的尔王庄暗渠泵站具有调节水库，进出水结构复杂，装有10台性能差异很大的水泵机组需要制订一套最经济的运行方式。本文采用切比雪夫法拟合了每台水泵机组的性能曲线，对各种工况下水泵机组的性能优劣进行了排序，对如此复杂的边界条件和约束条件建立了最优化的数学模型，用动态规划法进行了求解，综合确定各种工况下机组的最优组合和最佳叶片角度以获得供水能耗最小的运行方式。现场测试结果表明：按本系统提供的经济运行方案运行，单位输水耗电量最少，泵站节能达6.3%以上。     

Optimization of Water Resources Utilization by PSO-GA

The objective of this paper is to present an optimal model to address the water resources utilization of the Tao River basin in China. The Tao River water diversion project has been proposed to alleviate the problem of water shortages in Gansu Province in China. A multi reservoir system is under consideration with multiple objectives including water diversion, ecological water demand, irrigation, hydropower generation, industrial requirements, and domestic uses in the Tao River basin. A multi-objective model for the minimization of water shortages and the maximization of hydro-power production is proposed to manage the utilization of Tao River water resources. An adjustable PSO-GA (particle swarm optimization – genetic algorithm) hybrid algorithm is proposed that combines the strengths of PSO and GA to balance natural selection and good knowledge sharing to enable a robust and efficient search of the solution space. Two driving parameters are used in the adjustable hybrid model to optimize the performance of the PSO-GA hybrid algorithm by assigning a preference to either PSO or GA. The results show that the proposed hybrid algorithm can simultaneously obtain a promising solution and speed up the convergence.     

二维水流数学模型在多分汊河道鱼类栖息地设计中的应用

多分汊河道汇合或分流口水流流态复杂,常常存在河口滩及深槽,复杂多样的水文水力条件为鱼类提供了良好的进食及休憩场所。针对多分汊河道边界复杂的特点,建立了基于一般曲线坐标系下的平面二维水流数学模型。将所建立的数学模型应用于大渡河乐山段安谷水电站左岸生态河网建设和鱼类栖息地设计,对工程投运前后河段的水深、流速、流场、分流比进行模拟和对比分析,设置生态工程措施,使得鱼类产卵场河段水流特性仍满足鱼类栖息地要求。从安谷水电站运行效果看,设计的生态措施对河道鱼类栖息改善取得了较好的实践效果。     

水电站机组间最优负荷分配问题的多重解研究

本文对动态规划算法进行改进，通过记录耗流量与当前最优解相同的所有分配方式，并结合等微增率原理，提出了一种推求多重解区域的算法。在采用分段线性化方法（线性插值）描述机组出力特征曲线的条件下，建立了0-1混合规划模型，以隔河岩水电站为背景，论证了提出算法获得的最优解为全局最优解，并依据基于等微增率原理的多重解条件，得出了多重解区域，对多种总出力情况分析讨论表明：水电站机组间最优负荷分配问题的最优解可能不唯一，多重解可为离散点、也可能为直线、还有可能为一些面。提出的多重解寻求方法可应用到机组控制中，对提高机组的稳定性等具有实际意义。     

基于改进遗传算法的生态友好型水库调度

以锦屏梯级水库为案例,从系统工程论的角度出发,将梯级水库作为物理系统,以年发电量为目标函数,建立了梯级水库调度优化模型。为减少水库调度对河道生态系统的影响,在鱼类栖息地模拟的研究基础上,引入目标物种的生态需水过程对调度模型进行动态约束,并采用改进的遗传算法进行求解。研究得到了满足目标鱼类生态需水条件下发电量最大的梯级水库调度策略,并对生态流量满足程度与工程效益损失之间的定量响应关系进行了研究,提出了折中方案选择的基本原则。