【摘要】：梯級水庫群優(yōu)化調(diào)度是提高水資源利用效率和水電系統(tǒng)調(diào)度效益的有效手段,對緩解我國能源短缺、推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義和實(shí)用價值。隨著大規(guī)模水電基地的建成與投產(chǎn),梯級系統(tǒng)日趨龐大、上下游的水力與電力聯(lián)系日趨復(fù)雜,極大增加了建模求解難度,“如何進(jìn)一步發(fā)展行之有效的水電調(diào)度理論方法來實(shí)現(xiàn)水資源的高效配置”已成為當(dāng)前水電調(diào)度領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問題。為此,本文對梯級水庫群優(yōu)化調(diào)度問題的求解展開研究,主要內(nèi)容有:(1)提出了一種耦合兩重改進(jìn)策略的混合量子粒子群算法。該算法通過在標(biāo)準(zhǔn)量子群算法的尋優(yōu)過程中創(chuàng)新性地嵌入個體極值變異、外部檔案集合以及單純形搜索算子等策略,提高了種群中精英個體的引導(dǎo)能力以及豐富了種群的多樣性。(2)針對梯級水庫群發(fā)電優(yōu)化調(diào)度問題,構(gòu)建了一個梯級水庫群總發(fā)電量最大的優(yōu)化調(diào)度模型,并用混合量子粒子群算法進(jìn)行求解。以烏江流域的5座水電站為實(shí)例,選擇不同的來水條件,對算法的應(yīng)用效果進(jìn)行驗(yàn)證,與不同算法的比較表明該算法在進(jìn)化過程中全局搜索能力強(qiáng),能夠找到更優(yōu)的解。(3)針對梯級水庫群生態(tài)優(yōu)化調(diào)度問題,首先,歸納了幾種常見的生態(tài)流量確定方法,并以烏江流域的梯級水庫群為例,采用不同的水文學(xué)方法推求了3種不同的生態(tài)流量設(shè)計方案,其次,構(gòu)建了一個梯級水庫群總?cè)彼孔钚〉纳鷳B(tài)調(diào)度模型,最后,在不同生態(tài)流量設(shè)計方案下,采用混合量子粒子群算法對模型進(jìn)行求解并獲得了科學(xué)合理的調(diào)度結(jié)果,從而為求解梯級水庫群生態(tài)優(yōu)化調(diào)度提供了一種新的途徑。(4)針對梯級水庫群發(fā)電-生態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度問題,首先,構(gòu)建了梯級水庫群發(fā)電-生態(tài)多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)化模型,采用二項(xiàng)分布賦權(quán)法設(shè)置權(quán)重向量集并采用多目標(biāo)模糊優(yōu)選的方法將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)問題,然后,利用混合量子粒子群算法對其進(jìn)行求解,通過多次求解,可以得到若干組不同權(quán)重下的非劣解,最后,分析了發(fā)電目標(biāo)與生態(tài)目標(biāo)之間的協(xié)同關(guān)系,得出了梯級水庫群調(diào)度適當(dāng)考慮生態(tài)需求目標(biāo)可以大幅度改善生態(tài)缺水的狀況而不會對發(fā)電效益帶來嚴(yán)重影響的結(jié)論,從而為梯級水庫群的調(diào)度工作提供一定的指導(dǎo)。
【圖文】：

21圖 2-4 12 個標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)的收斂過程圖2.4 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了標(biāo)準(zhǔn)量子粒子群算法（QPSO）的原理，并針對QPSO算法后期搜索效率低、容易陷入局部最優(yōu)等缺陷，提出了一種耦合兩重改進(jìn)策略優(yōu)勢的混合量子粒子群算法（HQPSO），同時，以12個標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)為例，將所提算法與QPSO、PSO

（c）平水年 （e）枯水年圖 3-2 不同求解方法下發(fā)電量的箱型圖統(tǒng)計結(jié)果圖3-3為采用HQPSO算法得到的各電站在平水年不同時段的出力和水位過程展圖。由圖 3-3 可以看出，，各水電站優(yōu)化結(jié)果均滿足各種約束條件。其中洪家渡、構(gòu)灘調(diào)節(jié)性能較好的水電站在汛期來水較大時，水位抬高，同時為減少棄水水電站增出力運(yùn)行，東風(fēng)、索風(fēng)營及烏江渡調(diào)節(jié)性能較差的水電站由于梯級電站間的補(bǔ)償作用在汛期基本上保持高水頭穩(wěn)定運(yùn)行，在汛初盡可能達(dá)到汛限水位，能充分利用水頭較高水位運(yùn)行，從而降低梯級耗水、增加整體發(fā)電量，充分發(fā)揮了梯級水電站群的頭效益和梯級補(bǔ)償效益。綜上，HQPSO 算法可以獲得合理有效的水電站群調(diào)度運(yùn)行方式。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV737

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