西南地區(qū)大規(guī)模水電站群長期跨流域補償優(yōu)化調(diào)度方法研究
發(fā)布時間：2021-03-30 18:54
近年來,我國水電事業(yè)發(fā)展迅猛,水電裝機容量居世界首位。在水能資源豐富的西南地區(qū),已經(jīng)形成了一批大規(guī)模電力互聯(lián)的跨流域梯級水電站群系統(tǒng)。在電網(wǎng)調(diào)度中,這些梯級水電站群規(guī)模巨大、送電范圍廣,其優(yōu)化調(diào)度中面臨著系統(tǒng)維數(shù)限制、不確定性和跨流域合作等關(guān)鍵技術(shù)難點。開展跨流域多梯級水電站群的優(yōu)化調(diào)度方法的研究對提高電網(wǎng)決策效率,有效利用資源,提高經(jīng)濟效益等具有重要的理論指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。本文以南方電網(wǎng)的瀾滄江、紅水河、烏江等流域為研究背景,針對跨流域梯級水電站群的調(diào)度規(guī)則及長期優(yōu)化調(diào)度方法進行研究。主要內(nèi)容如下：(1)針對枯水期的發(fā)電調(diào)度決策的問題,提出了梯級水電站系統(tǒng)運行的限制出力規(guī)則機會約束優(yōu)化模型。該模型以隨機動態(tài)規(guī)劃得到的水庫初始調(diào)度規(guī)則為基礎(chǔ),建立兩點限制出力規(guī)則。以各水庫最小出力最大為目標(biāo),發(fā)電破壞率或保證率為約束條件,構(gòu)建限制出力規(guī)則的多目標(biāo)優(yōu)化模型。采用凝聚函數(shù)替代目標(biāo)函數(shù),并且通過懲罰函數(shù)處理機會約束。利用遺傳算法進行求解,其中采用模糊優(yōu)選方法進行個體評價。以瀾滄江梯級水電站群為背景的實例研究結(jié)果表明,提出的模型方法可應(yīng)用于調(diào)節(jié)性能好的梯級水電站群,以獲得新的調(diào)度規(guī)則或修正已有調(diào)度規(guī)則,為枯水期發(fā)電調(diào)度決策提供了有效的解決途徑。(2)我國西南地區(qū)大規(guī)模梯級水電站具有不同的投資和利益主體,在跨流域補償調(diào)度中各主體的利益如何協(xié)調(diào)是提高發(fā)電決策可接受性的重要問題。為此,提出跨流域多主體效益均衡的分布式和集中式合作優(yōu)化調(diào)度規(guī)則。分布式規(guī)則以各流域系統(tǒng)可發(fā)電量為狀態(tài)變量,流域級的發(fā)電決策通過出力分配算法分解至流域內(nèi)各水庫。集中式規(guī)則以跨流域系統(tǒng)可發(fā)電量為狀態(tài)變量,并在跨流域系統(tǒng)內(nèi)分配總出力決策。以跨流域系統(tǒng)總出力最小值最大化為目標(biāo),在各流域最小發(fā)電量約束下建立集中式和分布式規(guī)則優(yōu)化模型,并采用逐步變可行域的遺傳算法求解。南方電網(wǎng)紅水河、瀾滄江、烏江三個流域梯級系統(tǒng)的實例應(yīng)用表明,該模型和方法能夠在保證流域發(fā)電量的基礎(chǔ)上,獲得很好的跨流域補償效果,對于跨流域聯(lián)合調(diào)度實踐中的效益協(xié)調(diào)問題具有參考和應(yīng)用價值。(3)對于大規(guī)�？缌饔蛱菁壦娬救簝�(yōu)化調(diào)度問題,提出了跨流域水電站群長期優(yōu)化調(diào)度的可變策略搜索求解算法。該方法以動態(tài)規(guī)劃、離散微分動態(tài)規(guī)劃、逐步優(yōu)化、逐次逼近動態(tài)規(guī)劃算法為基礎(chǔ),采用深度優(yōu)先或廣度優(yōu)先方式連續(xù)求解兩時段子問題,以達(dá)到處理復(fù)雜的約束條件、降低系統(tǒng)的求解規(guī)模和難度、有效降維的目的。中國南方電網(wǎng)實際,提出了跨流域水電站群長期優(yōu)化調(diào)度可變策略搜索方法,構(gòu)建了求解不同規(guī)模和特點的求解策略。以南方電網(wǎng)跨流域水電系統(tǒng)為背景的實例研究表明,提出的可變策略搜索算法可求解不同規(guī)模和目標(biāo)函數(shù)形式的跨流域水電系統(tǒng)長期優(yōu)化調(diào)度問題,具有強魯棒性和適應(yīng)性。對于跨流域水電站群長期補償調(diào)度計劃的制定,發(fā)揮跨流域水電站群綜合效益提供了有效的方法。最后對全文做了總結(jié),并對有待進一步研究的問題進行了展望。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV737
本文編號：2167140
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV737
文章目錄
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
1.1 選題背景和研究意義
1.2 梯級水電站群長期確定性優(yōu)化調(diào)度方法
1.2.1 梯級水電站群確定性長期優(yōu)化調(diào)度模型
1.2.2 梯級水電站群長期優(yōu)化調(diào)度建模求解方法
1.3 梯級水電站群長期不確定性優(yōu)化調(diào)度方法
1.3.1 隨機動態(tài)規(guī)劃方法
1.3.2 水電站優(yōu)化調(diào)度規(guī)則曲線優(yōu)化方法
1.3.3 水電站優(yōu)化調(diào)度函數(shù)
1.4 本文主要研究內(nèi)容及框架
2 相關(guān)工程背景
2.1 南方電網(wǎng)
2.1.1 紅水河梯級水電站群
2.1.2 烏江梯級水電站群
2.1.3 瀾滄江梯級水電站群
2.2 面臨的主要問題
2.2.1 水電系統(tǒng)規(guī)模龐大、建模復(fù)雜
2.2.2 水電跨省跨流域優(yōu)化調(diào)度存在目標(biāo)和優(yōu)化方法選擇等困難
2.2.3 電網(wǎng)調(diào)度大范圍資源優(yōu)化配置難度很大
2.2.4 要適應(yīng)電網(wǎng)動態(tài)發(fā)展要求
2.3 實際應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)難點
2.3.1 維數(shù)災(zāi)問題
2.3.2 跨流域跨省級電網(wǎng)水電站群長期聯(lián)合優(yōu)化問題
2.3.3 大規(guī)模跨省受送電條件下區(qū)域電網(wǎng)協(xié)調(diào)問題
2.3.4 節(jié)能發(fā)電調(diào)度背景下多種電源聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問題
2.4 本章小結(jié)
3 梯級水電站群限制出力規(guī)則的機會約束優(yōu)化模型
3.1 引言
3.2 隨機動態(tài)規(guī)劃（SDP）模型
3.2.1 SDP基本原理
3.2.2 SDP模型
3.3 優(yōu)化限制出力規(guī)則模型
3.3.1 限制出力規(guī)則
3.3.2 優(yōu)化模型
3.3.3 遺傳算法求解
3.4 應(yīng)用實例
3.4.1 工程背景
3.4.2 計算結(jié)果
3.5 本章小結(jié)
4 跨流域多梯級水電站效益均衡的合作優(yōu)化調(diào)度規(guī)則
4.1 引言
4.2 調(diào)度規(guī)則優(yōu)化模型
4.2.1 模型1-單一梯級系統(tǒng)調(diào)度規(guī)則優(yōu)化模型
4.2.2 模型2-分布式合作調(diào)度規(guī)則優(yōu)化模型
4.2.3 模型3-集中式合作調(diào)度規(guī)則優(yōu)化模型
4.3 基于可發(fā)電量的梯級系統(tǒng)出力分配調(diào)度規(guī)則
4.3.1 可發(fā)電量估算
4.3.2 梯級水電站群的出力分配原則
4.4 調(diào)度規(guī)則優(yōu)化模型的求解
4.5 應(yīng)用實例
4.6 本章小結(jié)
5 跨流域水電站群優(yōu)化調(diào)度的可變策略搜索求解算法
5.1 引言
5.2 數(shù)學(xué)模型
5.2.1 問題描述
5.2.2 目標(biāo)函數(shù)
5.2.3 約束條件
5.3 可變策略搜索算法
5.3.1 可變策略搜索算法
5.3.2 計算模式
5.3.3 求解步驟
5.3.4 計算流程
5.4 應(yīng)用實例
5.4.1 工程背景
5.4.2 梯級算例分析
5.4.3 跨流域算例分析
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點摘要
6.3 展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間科研項目及科研成果
致謝
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【相似文獻】
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1 崔清溪,王智中;用矩陣運算求解水電站群最優(yōu)裝機容量[J];長江水利教育;1993年02期
本文編號：2167140
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