本文關(guān)鍵詞： 水電站水庫群 BP網(wǎng)絡(luò)模型 靈敏度 自由化模擬 二維水動(dòng)力學(xué)模型　出處：《華北電力大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水電是相對(duì)清潔同時(shí)又可再生的優(yōu)質(zhì)能源,能將一次能源直接轉(zhuǎn)化為二次能源——電力,同時(shí)較之其他能源還具有發(fā)電成本低、機(jī)組啟停迅速、調(diào)峰調(diào)頻能力強(qiáng)、減排作用大等優(yōu)勢,因此國內(nèi)外均高度重視水電的發(fā)展。隨著國家“節(jié)能減排”、“西電東送”等政策的推出及實(shí)施,我國水電事業(yè)的發(fā)展繼續(xù)穩(wěn)步增進(jìn),呈現(xiàn)各大流域梯級(jí)水電站水庫群大規(guī)模開發(fā)建設(shè)并逐漸投入運(yùn)行的局面,這對(duì)我國水資源優(yōu)化配置,水電流域梯級(jí)系統(tǒng)的管理提出了更高的要求。針對(duì)目前我國水電能源利用效率低、供需矛盾等現(xiàn)狀,本文以水電站水庫(群)為研究對(duì)象,鑒于水庫中長期徑流預(yù)報(bào)及水電站水庫(群)短期優(yōu)化調(diào)度在理論與實(shí)際應(yīng)用中所具有的重要位置,對(duì)兩個(gè)方面進(jìn)行了深入細(xì)致研究,這對(duì)于完善水庫調(diào)度運(yùn)行管理理論體系,提高水資源的整理利用效益,促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。全文取得的主要研究成果如下： (1)BP網(wǎng)絡(luò)激活函數(shù)選擇及在徑流預(yù)報(bào)模型中的應(yīng)用。針對(duì)傳統(tǒng)BP算法訓(xùn)練時(shí)間長、收斂速度慢、局部收斂等固有缺陷,通過深入分析BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各基本要素,找出模型中起決定性作用的激活函數(shù)影響因子。設(shè)計(jì)混合水平全排列組合試驗(yàn)方案,建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用極差分析法對(duì)激活函數(shù)進(jìn)行靈敏度分析。實(shí)例結(jié)果表明,BP網(wǎng)絡(luò)不同層激活函數(shù)的組合工況對(duì)預(yù)報(bào)模型的收斂速度、收斂精度及泛化推廣能力具有重要影響。合理巧妙地選擇隱含層與輸出層激活函數(shù)的組合工況,既能保存標(biāo)準(zhǔn)BP模型結(jié)構(gòu)簡單計(jì)算效率高的特點(diǎn),又能提高計(jì)算精度,對(duì)傳統(tǒng)模型的固有缺陷具有一定的改善作用。 (2)基于BP激活函數(shù)靈敏度分析的中長期徑流組合預(yù)報(bào)模型。以中長期徑流組合預(yù)報(bào)模型為研究對(duì)象,引入預(yù)報(bào)精度和預(yù)報(bào)穩(wěn)定性兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),采用“分項(xiàng)總和法”確定各單一模型權(quán)重,建立組合預(yù)報(bào)模型。設(shè)立混合水平全排列組合試驗(yàn)方案,應(yīng)用極差分析法進(jìn)行實(shí)例模擬仿真。該組合模型在保證標(biāo)準(zhǔn)BP模型簡單,邏輯清晰等特點(diǎn)的同時(shí),又提了高組合模型預(yù)報(bào)精度及穩(wěn)定性。為組合模型權(quán)重的確定提供新的方法,具有一定指導(dǎo)意義。 (3)考慮負(fù)荷曲線的水電站群短期運(yùn)行自優(yōu)化模擬模型。水電站群短期優(yōu)化調(diào)度處于連接中長期優(yōu)化調(diào)度與廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的樞紐位置,其調(diào)度規(guī)則具有較大的生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值及實(shí)施調(diào)度意義。本文首次將自優(yōu)化模擬技術(shù)引入到水電站短期優(yōu)化調(diào)度問題求解中,提出了一種基于負(fù)荷曲線的自優(yōu)化模擬模型。將優(yōu)化與模擬技術(shù)結(jié)合,在模擬模型中嵌入自動(dòng)辨識(shí)反饋環(huán)節(jié),利用自優(yōu)化模擬技術(shù)物理意義明確、仿真性好、不受維數(shù)限制、并可借助累計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人為調(diào)整的特點(diǎn),構(gòu)建了四層辨識(shí)反饋結(jié)構(gòu)及目標(biāo)優(yōu)化結(jié)構(gòu)來對(duì)模型進(jìn)行模擬求解,確定短期優(yōu)化調(diào)度方案。通過在金沙江中游梯級(jí)水庫群短期調(diào)度研究中的應(yīng)用,證明該模型技術(shù)路線和求解思路先進(jìn),計(jì)算結(jié)果可靠,在短期優(yōu)化調(diào)度實(shí)用化方面具有一定的創(chuàng)新性及拓展性。 (4)基于二維非恒定流模型的水電站群短期調(diào)度方案研究。以瀾滄江景洪-橄欖壩兩水庫系統(tǒng)為研究對(duì)象,考慮景洪-橄欖壩兩壩間V級(jí)河道通航要求,及橄欖壩水庫作為瀾滄江最后一級(jí)調(diào)節(jié)水庫,其出境徑流將受到國際流量限制的情況,從兼顧高航運(yùn)要求與水電站發(fā)電效益兩目標(biāo)角度出發(fā),建立了考慮河道流場變化的二維水動(dòng)力非恒定流數(shù)學(xué)模型。在考慮上游有小灣、糯扎渡水電站聯(lián)合運(yùn)行的工況下,以混合非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格離散計(jì)算模型,采用Roe格式的近似Riemann解來計(jì)算通過界面處的法向通量,計(jì)算出各運(yùn)行方案下景洪-橄欖壩間的水力指標(biāo)值。模型在兼顧梯級(jí)發(fā)電調(diào)度和下游通航要求的前提下,為景洪-橄欖壩聯(lián)合運(yùn)行提供具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的調(diào)度方案,解決了中短期發(fā)電調(diào)度中考慮二維非恒定流約束的難點(diǎn)。
[Abstract]:Water and electricity is a relatively clean and renewable high - quality energy source , which can convert primary energy directly into secondary energy _ electric power . At the same time , it has the advantages of low power generation cost , rapid start - up and shutdown of the unit , strong peak - modulation capability and large emission reduction . In view of the present situation of low utilization efficiency and supply - demand contradiction of hydropower projects in China , this paper puts forward some important significance for improving the management theory system of reservoir dispatching operation , improving the utilization efficiency of water resources , and promoting the sustainable development of society , economy and ecological environment . The main research results are as follows : ( 1 ) BP neural network activation function selection and its application in runoff forecasting model . By deeply analyzing the basic elements in BP network structure , we find out the active function influencing factor which plays a decisive role in the model . The experimental results show that the combination working condition of different layer activation functions of BP network has important influence on the convergence speed , convergence accuracy and generalization ability of the prediction model . ( 2 ) The forecasting model of medium and long - term runoff based on the sensitivity analysis of BP activation function is presented . ( 3 ) The short - term optimal simulation model of hydropower station group considering the load curve is taken into consideration . The short - term optimal dispatching of the hydropower station is in the pivotal position of long - term optimal dispatching of the connection and the economic operation in the factory . The self - optimizing simulation model is embedded in the simulation model . ( 4 ) Based on the two - dimensional unsteady flow model , the study of short - term dispatching of hydropower stations is studied . In this paper , a mathematical model of two - dimensional hydrodynamic non - constant flow considering the variation of river flow field is established .

【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TV124;TV697.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1492514