水库供水发电多目标优化调度模型及应用研究

提出了一种研究确定水库最优供水量的多目标水库优化调度数学模型,此模型以供水量最大和发电量最大为目标函数,考虑水量平衡、防洪、发电、航运及水库综合利用要求约束条件.提出一种交互式的求解方法对模型进行解算,此方法首先采用约束法,通过松驰供水量最大目标将多目标模型转换成多个单目标模型,在单目标模型中引入2个参数,用于调整模型的计算结果.对单目标模型,采用动态规划法求解,求得多目标模型的不劣解集.提出一个用于选择多目标最优解的决策偏好系数,对多目标模型的不劣解集进行对比分析,从而确定多目标模型的最优解.应用所提出的方法研究了广东省白盆珠水库的调度方案,提出了白盆珠水库的最优供水方案.     

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。     

基于改进萤火虫算法的水库多目标调度决策研究

水库不同调度目标之间既非完全协调也非完全对立,如何快速获取多目标调度方案集,科学进行调度方案决策优选,是实现水库水资源高效利用的重要问题。以年发电量最大和生态效益最优作为目标函数,建立水库发电-生态多目标优化调度模型,进而提出该模型优化求解的改进多目标萤火虫算法,并结合组合权重改进的多准则妥协解排序法进行调度方案决策,最后将其应用于三峡水库调度实例。研究结果表明：改进算法能够获得更高质量的非劣解集,方案集优选方法能够在折中最大化群体效益和最小化个体遗憾的基础上寻求最优解,且能够同时体现决策者偏好以及各个决策指标客观特征。研究成果可为水库多目标调度决策提供科学依据。     

交叉微粒群算法在梯级水电站水库群多目标优化调度中的应用

以发电量和保证出力为目标,建立水库优化调度多目标数学模型,将遗传算法的交叉思想应用到微粒群算法中,尝试应用多目标交叉微粒群算法(multi-objective Hybrid Particle swarm Optimization--multi-objective HPSO)来求解水库调度中的多目标优化模型的不劣解集.通过实例研究计算并与其他算法的优化结果进行比较分析,证明交叉微粒群算法具有灵活和有效性能好的特性.     

流域梯级水电站联合调度方案优化分析

为使某流域梯级水电站发电量最大,根据其实际情况,采用"发电量最大"的模型函数,进行联合优化调度计算,经优化调度后的总保证出力较实际运行时大幅提高,为该水电站的运行提供了科学的调度方案,并提高了该梯级水电站发电量。     

水电站水库长期优化调度模型及调度图

为绘制高效可靠的水库运行调度图,以平衡保证出力保证率与发电量矛盾的惩罚系数为优化变量、以保证出力设计保证率满足条件下发电量最大为目标函数,综合集成以黄金分割法为时段决策优选法的随机动态规划核心模型,以及评估调度方案优劣时历法长系列模拟计算模块,利用遗传算法的并行计算能力,结合电站调度方案制定与有效性检验,构建水电站水库长期优化调度模型。应用结果表明:所建模型具有不受年调节和多年调节库容机械划分约束、快速获得满足发电保证率所要求的优化调度图的优秀特性;较之常规调度方法,可增发电量2.0%以上,保证率更高,决策信息更丰富。     

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.     

金沙江梯级水电站发电长期优化调度研究

本文以金沙江干流梯级水电站为研究对象,建立了金沙江梯级水电站兼顾保证出力要求的以发电量最大为目标的单库优化联合调度和梯级优化联合调度2种长期优化调度模型,利用动态规划和逐次逼近动态规划方法求解,结果显示考虑上下游水力联系和电力补偿的梯级优化联合调度的效果更好。     

基于逐步优化算法的梯级水电站中长期优化调度

建立了梯级水电站中长期联合优化调度模型,并采用逐步优化算法对其进行求解。以金沙江中游梯级水电站群为例,通过计算,得到了合理的联合优化调度方案。与各水库单独运行对比,其多年平均发电量、枯期发电量及水量利用率均有不同程度的提高。该结果表明此方法应用于实际生产中切实有效,也为梯级水电站联合优化调度运行提供了一种可行的途径。     

水电站均衡优化调度方法研究

通过阐述系统均衡优化思想,提出多目标均衡优化方法。建立了大通河梯级水电站均衡优化调度模型,利用布谷鸟算法对其求解并与等流量调节方法比较。结果表明:大通河梯级水电站多年平均发电量提高了2.0%,保证出力提高了1.9%,多年平均弃水量减少了1.6%。均衡优化方法可有效缓解水电站多年平均发电量与保证出力之间的矛盾,为水电站优化调度提供一条新思路。     

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。     

鲁地拉水电站拦污栅结构动力计算与优化分析

建立了鲁地拉水电站拦污栅结构模型,基于三维动力有限元法对其进行抗震分析,计算得到结构的8阶自振特性,采用振型分解反应谱法以及动静结合的方法对结构进行动力分析,对模型的优化方案进行了对比分析并提出了合理化建议。     

Operating Rules of an Irrigation Purposes Reservoir Using Multi-Objective Optimization

A multi-objective optimization technique for the operation of an irrigation reservoir is presented in this paper. The study deals with two different objective functions (OF): the minimization of reservoir release deficit from the irrigation demand (OF1) and the maximization of net benefit by the demand sector (OF2). In the first step, monthly optimization of each individual objective was performed with a deterministic non-linear programming (NLP) algorithm, that gave the lower and upper bounds for the multi-objective analysis. In the second step, multi-objective optimization was performed through the Constraint method that operates by optimising the objective function OF1, while the other (OF2) was constrained to satisfy release strategies generated by the optimization. Non-dominated set of release strategies is generated by parametrically varying the bounds of the constraints obtained from the individual optimal solutions. In the third step, the interactive analytical Step method was applied to find the best compromise solution, between the two OFs, by minimizing the distance of each non-dominated solution to an ideal solution that represents the utopian optimum for both OF1 and OF2. Furthermore, the interactive approach allows to improve the performance of the reservoir in terms of compromise irrigation releases, by changing the OF values until the satisfaction of predetermined criteria fixed by the planners and decision makers. The proposed water allocation model was applied to the Pozzillo reservoir operation, that supplies the Catania Plain irrigation area (Eastern Sicily).     

新疆玛纳斯河一级水电站建设中的若干重要问题

以处于西北高寒地区、典型多泥沙河流上的梯级径流引水式电站玛纳斯河一级电站工程建设为例,通过介绍电站工程建设和工程设计中采取优化措施,解决高寒地区、多沙河流、引水式电站运行中存在的技术问题的方案和措施,为梯级引水式电站的工程设计及运行管理提供借鉴.     

大型水轮发电机组下机架组装及焊接工艺技术

作为承重机架,下机架组装及焊接是水轮发电机安装的一项很重要工序,对于大容量的大型水轮发电机来说,其装焊工艺要求更高。本文根据金沙江鲁地拉水电站下机架结构特点,介绍了鲁地拉水电站下机架组装及焊接工艺,阐述了下机架装焊过程中的质量控制难点、重点。通过鲁地拉水电站下机架组装及焊接,总结出一套水轮发电机组下机架装焊工艺和方法,可为类似机组的安装借鉴参考。     

岩滩水电站水轮机转轮分析对比

广西岩滩水电站一期工程装有4台混流式水轮发电机组,总装机容量1 210 MW,水轮机模型为A286a,1995年全部建成发电;2003年将3号水轮机改造为A773a模型转轮,之后陆续将另外3台机组水轮机全部更换为A773b模型转轮。于2010年10月动工的二期扩建工程装机2×300 MW,水轮机模型为A964,二期首台机组于2013年11月25日投入商业运行。文章对岩滩水电站不同的水轮机转轮进行分析对比,探讨水电站设计时影响水轮机转轮选择的重要因素。     

基于决策因子选择的梯级水库多目标优化调度规则研究

运用极端随机森林挖掘水库调度信息,考虑各水库相关因子与决策目标的相互关系,提出了梯级水库输入数据选择(Cascade-reservoir Input-variables Selection,CIS)方法,引入Gaussian径向基函数建立水库调度规则,并采用PA-DDS多目标算法对水库调度规则参数进行优化,得到了同时考虑供水和发电的多目标优化调度规则集。汉江上游梯级水库的应用结果表明:CIS方法能优选得到较为稳定的决策因子,且能在充分利用已有优选信息的同时避免决策因子选取上的重复和冗余;经梯级多目标优化调度,优选的决策因子能得到比传统决策因子结果分布更优的非劣解集,在以发电为主要目标进行优化调度时,能有效调整汛期和非汛期的水量利用方式,梯级水库年均发电量和供水量分别提高了0.33%和7.84%。     

水库多目标调度方案优选决策方法

针对水库多目标调度模型生成的众多Pareto可行解,决策者往往面临方案优选决策困难的问题。提出利用可视化展示工具,结合边际效益分析及模糊优选方法,对可行方案进行逐步决策的优选决策方法。结果表明,利用不同的分析工具与决策方法,使众多可行方案得到形象可视化展示的同时,能够融入决策者的主观偏好等信息,得到具有不同决策需求的满意方案。通过不同决策方法的层层决策,逐渐减少备选方案的数量,降低了多目标决策问题的复杂性,为决策者的方案优选提供一定的参考。     

多重动态规划法在柘林水电站安全及经济运行中的应用

针对柘林水电站实际的安全及经济运行问题,采用多重动态规划模型进行模拟并详细介绍求解步骤.通过求解模型获得电站内各台机组在给定日负荷计划下的最佳负荷运行分配方案.实际应用表明,本文方法不仅能有效地解决柘林水电站的安全及经济运行问题,而且能够显著提高电站的管理水平.