本文關(guān)鍵詞： 梯級水電站 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 調(diào)度規(guī)則 消落水位 聚類分析　出處：《武漢大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源和環(huán)境問題日益突出。我國水力資源豐富,為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力的能源保障。大力開發(fā)水能資源,是保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要舉措。水電站水庫調(diào)度是水庫運(yùn)行管理的重要環(huán)節(jié),調(diào)度水平的高低直接影響其綜合利用效益的發(fā)揮。高效的水庫調(diào)度方式,能夠在不增加硬件投入的情況下,獲得可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,并有利于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 本論文在國內(nèi)外水電站水庫調(diào)度研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,以水電站優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的識別與應(yīng)用為主線,提出了基于聚類分析的水電站水庫優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)識別方法和基于優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的水電站隱隨機(jī)調(diào)度規(guī)則制定方法。利用提出的方法識別了金沙江中游梯級水電站水庫優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并在所識別的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下,制定了該梯級水電站水庫的隱隨機(jī)調(diào)度規(guī)則,建立了龍盤水庫年末消落水位預(yù)測模型。論文主要包括以下研究成果： (1)提出了基于隱隨機(jī)思想的水電站水庫優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)識別方法。首先求解優(yōu)化調(diào)度模型獲得表征系統(tǒng)特征的樣本數(shù)據(jù)；其次從樣本數(shù)據(jù)中初選聚類指標(biāo),并根據(jù)提出的基于距離基尼系數(shù)的交叉指標(biāo)構(gòu)造方法、基于基尼系數(shù)的時(shí)間序列降維方法和基于相關(guān)系數(shù)的指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)降維方法,對聚類指標(biāo)進(jìn)行預(yù)處理,利用改進(jìn)的K-means算法對指標(biāo)體系進(jìn)行聚類；然后通過對典型年調(diào)度過程的深入分析,提取各聚類的系統(tǒng)特征；最后對各聚類的系統(tǒng)特征進(jìn)行歸納,識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 (2)考慮(系統(tǒng))臨界引用流量約束的梯級水電站定出力試算模型。定義(系統(tǒng))臨界引用流量表示水電站(系統(tǒng))不發(fā)生棄水的最大引用流量,并分析了最大過水能力與臨界引用流量的關(guān)系。在傳統(tǒng)梯級水電站定出力試算模型的基礎(chǔ)上添加了(系統(tǒng))臨界引用流量約束模塊,實(shí)現(xiàn)了對需要以(系統(tǒng))臨界引用流量為上限的調(diào)度需求的兼容。 (3)金沙江中游梯級水電站水庫優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)識別與最優(yōu)性分析。利用本文提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)識別方法,識別了金沙江中游梯級水電站水庫優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,金沙江中游梯級水電站水庫優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)是分段線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng),該系統(tǒng)在任一水利年度的輸出過程均由“保證出力”、“遞增流量”和“臨界引用流量”三個(gè)基本元素,根據(jù)來水的豐平枯,按一定規(guī)律組合而成。最后對組成系統(tǒng)輸出過程的三個(gè)基本元素的最優(yōu)性進(jìn)行了分析。 (4)提出了基于優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的水電站隱隨機(jī)調(diào)度規(guī)則制定方法。針對隱隨機(jī)調(diào)度規(guī)則缺乏機(jī)理支撐的不足,在傳統(tǒng)隱隨機(jī)調(diào)度規(guī)則制定方法基礎(chǔ)上,添加了優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)識別模塊,即在識別的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下,建立有機(jī)理支撐的隱隨機(jī)調(diào)度規(guī)則。以金沙江中游梯級水電站為例,在識別的該梯級水電站的線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下,建立了以水利年度總可用能量為自變量、以各月出力為決策變量的線性調(diào)度函數(shù),并據(jù)此繪制了總能量調(diào)度圖。同時(shí)為了充分發(fā)揮傳統(tǒng)常規(guī)調(diào)度圖和本文總能量調(diào)度圖的優(yōu)勢,進(jìn)一步提出了組合調(diào)度規(guī)則,并分析了組合調(diào)度規(guī)則的效益。 (5)構(gòu)建了基于優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位預(yù)測模型。以識別的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為指導(dǎo),提出了構(gòu)建有機(jī)理支撐的多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位預(yù)測模型的思路。以金沙江中游梯級水電站為例,在識別的該梯級水電站線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下,建立了以水利年度總可用能量為自變量的龍盤水庫水利年末水庫蓄水位分段線性預(yù)測模型,通過與水利年末蓄水位到日歷年末消落水位的轉(zhuǎn)化模型耦合得到龍盤水庫日歷年末消落水位預(yù)測模型,并與已有模型的預(yù)測效果進(jìn)行了對比分析,對模型的預(yù)測效果進(jìn)行了評價(jià)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TV697.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1525250