發(fā)布時(shí)間：2018-02-23 07:00

  本文關(guān)鍵詞： 金沙江下游 梯級(jí)水電站發(fā)電調(diào)度 精細(xì)化建模 單調(diào)性原理 多種群蟻群算法 消落控制 決策支持系統(tǒng)　出處：《華中科技大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著我國(guó)水電能源的持續(xù)開(kāi)發(fā)建設(shè),流域水電站群已頗具規(guī)模,西電東送、全國(guó)混合電網(wǎng)互聯(lián)和流域水資源統(tǒng)一調(diào)度格局初步形成,我國(guó)水電事業(yè)已逐步從工程建設(shè)階段轉(zhuǎn)移到運(yùn)行管理階段。新形勢(shì)下,開(kāi)展梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究,探求水能資源的精細(xì)化管理方法,充分挖掘梯級(jí)水電站聯(lián)合調(diào)度的綜合效益,是實(shí)現(xiàn)水能資源高效開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵。梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度受水文氣象、水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行控制、區(qū)域綜合用水需求、電網(wǎng)調(diào)度等綜合因素影響,且梯級(jí)水電站間水力、電力關(guān)系密切,水電站的水能—電能轉(zhuǎn)換關(guān)系復(fù)雜,是一類多維、非凸的復(fù)雜非線性約束優(yōu)化問(wèn)題,其建模求解一直是水資源管理研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。本文圍繞梯級(jí)水電站聯(lián)合精細(xì)化調(diào)度存在的若干關(guān)鍵問(wèn)題,以水電能源學(xué)、智能優(yōu)化、系統(tǒng)工程等理論與方法為指導(dǎo),研究了梯級(jí)水電站精細(xì)化發(fā)電調(diào)度建模理論與方法,取得了一些有意義的理論成果,并將部分成果集成部署為金沙江調(diào)控中心的決策支持平臺(tái)——“金沙江梯級(jí)水調(diào)管控一體化平臺(tái)”,為金沙江下游梯級(jí)水電站開(kāi)展實(shí)際生產(chǎn)調(diào)度提供理論依據(jù)和決策支持。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下：(1)為滿足梯級(jí)水電站實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行對(duì)精細(xì)化調(diào)度模型的需求,研究工作提出了一種梯級(jí)水電站精細(xì)化發(fā)電調(diào)度建模方法。以金沙江下游梯級(jí)水電站為研究對(duì)象，，運(yùn)用理論推導(dǎo)和統(tǒng)計(jì)分析并用的方法探究了調(diào)度模型時(shí)間尺度對(duì)調(diào)度模型準(zhǔn)確度的影響規(guī)律,并據(jù)此提出了梯級(jí)水電站發(fā)電調(diào)度問(wèn)題的多尺度建模方法,同時(shí),充分考慮水電站水頭、流量和日運(yùn)行方式等對(duì)水電站水電能轉(zhuǎn)換效率的影響,提出了中長(zhǎng)期調(diào)度的精細(xì)化水能計(jì)算方法,進(jìn)而構(gòu)建了梯級(jí)水電站精細(xì)化發(fā)電調(diào)度模型。研究結(jié)果表明,所建模型能夠較為準(zhǔn)確的反映水電站的水電能轉(zhuǎn)換關(guān)系和水電站調(diào)蓄過(guò)程等實(shí)際工況,可為金沙江下游梯級(jí)水電站開(kāi)展優(yōu)化調(diào)度提供準(zhǔn)確、實(shí)用的調(diào)度模型。(2)以梯級(jí)水電站兩階段優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)特性分析為切入點(diǎn),推求了兩階段優(yōu)化問(wèn)題的單調(diào)原理及其存在條件,并據(jù)此提出了基于單調(diào)原理的調(diào)度方案快速調(diào)整策略;同時(shí),提出了一種多種群連續(xù)域蟻群算法,通過(guò)引入多種群策略和高斯概率選擇策略,有效提高了算法的搜索性能,并運(yùn)用提出的正逆序回溯約束處理策略處理模型的復(fù)雜耦合約束,結(jié)合前述調(diào)度方案快速調(diào)整策略提高算法的局部搜索能力。模擬結(jié)果表明,所提方法收斂速度快、魯棒性強(qiáng),優(yōu)化結(jié)果較目前廣泛應(yīng)用的求解方法更接近全局最優(yōu)解,是一種高效的梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型求解方法。(3)以金沙江下游梯級(jí)水電站枯水期的實(shí)際工程調(diào)度需求為出發(fā)點(diǎn),提出了梯級(jí)水電站枯水期聯(lián)合調(diào)度規(guī)則的制定方法。研究工作分析了金沙江下游枯水期徑流的年際和期內(nèi)分布特性,并依據(jù)兩階段優(yōu)化問(wèn)題的單調(diào)原理,推求了可確定梯級(jí)水電站枯水期消落運(yùn)行方式的消落判據(jù),提出了基于消落判據(jù)的梯級(jí)水電站枯水期消落準(zhǔn)則制定方法,并在綜合分析理論調(diào)度規(guī)則和長(zhǎng)系列徑流演算成果的基礎(chǔ)上,提煉了金沙江下游梯級(jí)水電站枯水期運(yùn)行方式和消落期聯(lián)合消落準(zhǔn)則。模擬結(jié)果表明,所制定的準(zhǔn)則在枯水期能充分發(fā)揮梯級(jí)水電站的補(bǔ)償效益,在消落期能較好的兼顧梯級(jí)水電站的水頭效益和水量效益,可為金沙下游梯級(jí)水電站枯水期開(kāi)展實(shí)際運(yùn)行調(diào)度提供參考。(4)針對(duì)聯(lián)合調(diào)度決策支持系統(tǒng)的實(shí)際工程需求,提出了梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度決策支持系統(tǒng)的集成框架,開(kāi)發(fā)了金沙江梯級(jí)水調(diào)管控一體化平臺(tái)。以研究工作的理論成果為指導(dǎo),設(shè)計(jì)了面向?qū)ο笫教菁?jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)類庫(kù),提出了基于‘'MWM框架下的表示層—面向服務(wù)式松耦合業(yè)務(wù)層—面向多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的通用數(shù)據(jù)層”三層模式的應(yīng)用軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架,通過(guò)該框架實(shí)現(xiàn)了表示層控件的圖庫(kù)表聯(lián)動(dòng)功能,水文預(yù)報(bào)、優(yōu)化調(diào)度等業(yè)務(wù)操作的松耦合集成和分布式遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能,多電廠、梯調(diào)中心等不同地理位置不同類型數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；進(jìn)而,在深入分析金沙江下游梯級(jí)水電站日常調(diào)度業(yè)務(wù)流程及相關(guān)功能需求的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)的金沙江梯級(jí)水調(diào)管控一體化平臺(tái)。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明,所構(gòu)建系統(tǒng)功能完備、人機(jī)交互性能好、安全性和穩(wěn)定性均滿足設(shè)計(jì)要求；實(shí)際工程應(yīng)用效果表明,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,滿足金沙江流域梯級(jí)工程生產(chǎn)運(yùn)行作業(yè)和管理要求。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV737


本文編號(hào)：1526408