大规模水电系统短期调峰电量最大模型及其求解

针对国内短期水电系统发电调度中较常用的调峰电量最大目标函数，给出了一种替代目标函数的基本形式，并对其合理性进行了理论探讨。设计了周期性模型，用于确定各水库的滞时区出库流量和调节性能较差水库的控制期末水位。采用改进的直接搜索法求解考虑水流滞时情况下的短期水电站群发电优化调度问题。设计了一个尽可能避免弃水的局部修正策略，考虑了电站出力波动、开停机持续时间、开停机次数、出力运行区域、系统容量备用等约束。结合福建水电系统的实际情况，对提出的短期调峰电量最大模型进行了验证。     

风光接入下瀑布沟水电站短期调峰优化调度研究

针对水风光一体化清洁能源基地中,风光接入后水电站调峰运行遭遇挑战的问题,文章以瀑布沟水电站及周边风光电站为研究对象,探讨风光接入对于水电站运行情况及调峰能力的影响。建立以源荷匹配最优和弃电量最小为目标的短期调度模型,采用基于电网负荷原则的方法优化初始调度线生成并使用POA算法求解模型。结果表明,接入风光后,瀑布沟水电站午后水位升高;出力过程改变,午间电量存续至夜间发出;调峰能力随径流丰枯有不同程度的削弱。该研究给水电站在异质能源互补运行背景下的优化调度提供参考。     

耦合整体预报不确定性的水电站短期优化调度模型

以确定性预报径流为输入的水电站短期优化,受到预报不确定性的影响,会导致制定的运行方案与实际执行结果产生偏离,造成弃水或出力不足风险。为此,从水电站短期发电计划的编制过程出发,为编制优化运行方案,分析预报径流序列不同时段之间预报不确定性的关联,从而将短期径流预报序列各时段的预报不确定性耦合为一个整体,创新性地建立耦合整体预报不确定性的水电站短期优化调度模型。同时基于所提出的新优化模型,以锦西水电站为例进行实例研究,分别从实际总发电量和贴近度两个方面分析与评价新模型在效益和风险两个方面的优势,并将所建新模型与传统的确定性优化模型进行比较。结果表明,相较于传统确定性优化模型,本文所建立的新模型能够有效增加实际发电量、提高发电计划可靠性,可为水电站短期发电运行的实践提供有效参考。     

大规模水电站群短期优化调度方法Ⅲ:多电网调峰问题

随着我国电网和水电规模的扩大,水电系统多电网调峰的问题越来越突出。以南方电网的水电系统为背景,构建了跨流域巨型水电站群多电网调峰优化调度模型。结合凝聚函数法和多目标模糊优选法建立替代优化目标,提出逐次逼近的关联搜索算法来满足求解过程中大量的时间耦合型约束。实际运行过程表明,本文提出的模型和求解方法能够得到高效的、满足实际工程中需求的应用结果,是一种切实可行的水电多电网调峰优化调度方法。     

梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法

为解决梯级水电站跨省区供电，电网间存在的峰谷不均及负荷不平衡情况，提出了一种梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法。建立调峰优化调度整体结构，针对梯级水电站跨省区的多电网调度需求，构建了多电网调峰优化调度模型；在此基础上设定多电网调峰调度的目标函数，减小调峰压力，同时构建调峰调度的约束条件，添加梯级水电站跨省区的优化调度调节框架，通过修补策略保证电力分配平衡化，实现梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度。经实验证明，所提方法下水电站向多个电网输送电量可以得到有效控制，能满足梯级水电站的跨省区多电网供电调峰调度，性能良好。     

响应调峰需求的中小型流域梯级电站短期调度方法

当前我国许多中小型流域水电站水库调节性能较差、上下游水力联系紧密,部分机组开停机仍然依靠人工调整,如何快速制定合理的短期调度方案成为这类水电站群面临的实际难题。针对上述问题,提出响应调峰需求的中小型流域梯级电站短期调度方法。首先采用分段法将典型日负荷曲线重构为与实际负荷趋势相似但更为平整的新负荷曲线;其次以期末水位为控制目标,采用改进逐次切负荷法生成平稳且满足约束条件的初始出力过程;然后采用分段弃水修正策略,变步长增减弃水区段出力直至弃水处理完毕;最后以剩余负荷最大值最小为目标,依电站上下游顺序循环执行改进逐次切负荷法和弃水修正策略直至目标函数值变化满足精度要求。在福建金溪流域梯级水电站群的实例应用表明,本方法能够获得比目前结果更平稳的调度方案,在保证时效性的前提下可有效增加梯级发电量,响应电网调峰需求的同时实现水资源高效利用。     

梯级水电站短期调峰运行方式研究

针对三峡梯级电站峰、谷、平典型负荷特征,建立梯级电站同(异)步式调峰和联合调峰模型。模型中考虑上下游电站间水头联系,计及水头损失,增强了调度模型的实用性和合理性。基于逐次逼近算法求解梯级调峰模型,给出了计算步骤。结合算例比较分析调峰模型,得出联合调峰能提高梯级总效益,以及增大调峰幅度不一定减少发电量等结论。     

耦合河道防汛预警机制的水电站调峰运行模型

为缓解水电站调峰运行中未能充分保障下游河道防汛安全的难题,以发电计划为指导,构建了以协调系数为处理方式的耦合河道防汛预警机制的水电站调峰运行模型,并提出了相应求解算法。将所建模型应用于某水电站典型日调峰运行中,获取了不同调度策略的河道预警次数、弃水流量变幅总和、出库流量变幅总和3项指标数值。结果表明:协调系数影响着模型计算结果,以指标重要性排序法获取的河道预警次数有所减少,水库闸门运行压力有所缓解,可为水库调度安全管理工作提供技术支撑。     

水库长期优化调度模型探讨

在水库长期优化调度问题中,一般以发电量最大为优化调度模型。考虑到电力市场的影响,综合水电站水库自身约束和电力系统调峰要求,建立以水电站发电效益最大为目标的优化调度模型,并通过实例计算比较这两种模型,发电效益最大模型较发电量最大模型更为符合实际。     

梯级水光联合发电系统短期优化调度模型

为解决光伏电站出力可调度性弱的问题,充分挖掘已有梯级水电的调蓄能力,构建了梯级水光联合发电系统短期优化调度模型,实现梯级水光调度计划联合制定。该模型以梯级水电耗水量最小为目标,综合考虑光伏预测出力、水库运行和电网调度等约束,通过适当的模型简化和线性化方法,将原非线性模型转换为标准的混合整数线性规划模型。以四川省阿坝州小金县梯级水光联合发电系统为研究对象的计算实例表明,可以利用梯级水电调节能力平抑光伏出力波动和弥补光伏出力预测偏差,提高联合发电系统调度计划的可执行性。     

Short-term power generation scheduling rules for cascade hydropower stations based on hybrid algorithm

Power generation dispatching is a large complex system problem with multi-dimensional and nonlinear characteristics. A mathematical model was established based on the principle of reservoir operation. A large quantity of optimal scheduling processes were obtained by calculating the daily runoff process within three typical years, and a large number of simulated daily runoff processes were obtained using the progressive optimality algorithm (POA) in combination with the genetic algorithm (GA). After analyzing the optimal scheduling processes, the corresponding scheduling rules were determined, and the practical formulas were obtained. These rules can make full use of the rolling runoff forecast and carry out the rolling scheduling. Compared with the optimized results, the maximum relative difference of the annual power generation obtained by the scheduling rules is no more than 1%. The effectiveness and practical applicability of the scheduling rules are demonstrated by a case study. This study provides a new perspective for formulating the rules of power generation dispatching.     

基于多模糊参量的水量最优调度决策模型研究

为使水资源得到合理利用,减少不必要的经济损失,本文以模糊理论及运筹学理论为基础,并利用梯形模糊理论重心法对模糊参量进行去模糊化,构建了基于多模糊参量的水量最优调度决策模型。研究表明:该模型对济南市分水岭水厂水量调度进行应用是可行的。通过对调水订购费W及需水量M的去模糊化,使调水总费用期望值最小,得到了更加合理的调水周期及调水量。该成果可为水库调水、生产性企业用水、自来水厂供水、油库存贮等提供参考与借鉴。     

基于SEOA算法的水库调度优化配置模型应用研究

针对水库调度配置中求解最小缺水量的问题,采用社会情感优化算法(SEOA算法),并在生成初始种群和算法收敛速度两方面进行改进,最后将改进后的算法运用到东榆林水库。结果表明:改进后的SEOA算法在水库调度最小缺水量问题中具有效率高、计算量少、寻优能力强的优点,有着一定的实用价值。     

基于文化粒子群算法的水库防洪优化调度

针对水库防洪调度具有多约束、高维、非线性、不易求解的特点,在粒子群算法（PSO）的进化机制中引入文化算法（CA）,利用文化算法的信仰空间对粒子群的进化进行指导,建立了文化粒子群算法（PSO-CA）。该算法在种群空间中采用PSO算法,在信仰空间中利用从种群空间中提炼出来的群体经验所形成的形势知识对群体的“早熟”现象进行监视,利用规范化知识对粒子加以限定,提高了算法计算效率。实例验证,该算法能较好地克服粒子群算法易陷入局部最优的缺点,并加快其收敛速度,可以有效解决水库防洪调度问题。     

基于文化粒子群算法的水库防洪优化调度

针对水库防洪调度具有多约束、高维、非线性和不易求解的特点,在粒子群算法(PSO)的进化机制中引入文化算法(CA),利用文化算法的信仰空间对粒子群的进化进行指导,建立了文化粒子群算法(PSO-CA)。该算法在种群空间中采用PSO算法,在信仰空间中利用从种群空间中提炼出来的群体经验所形成的形势知识对群体的"早熟"现象进行监视,利用规范化知识对粒子加以限定,提高了算法计算效率。实例验证,该算法能较好地克服粒子群算法易陷入局部最优的缺点,并加快其收敛速度,可以有效解决水库防洪调度问题。     

计及阶梯式碳交易的风-光-火-抽蓄联合系统日前优化调度

在以水、风、光等清洁可再生新能源为主的电力系统中,风电与光伏出力的不确定性会导致电源侧的灵活性调节能力不足,并且难以精准量化评估系统的降碳效益。本文采用模糊机会处理功率平衡约束来表征风光出力的不确定性,耦合阶梯式碳排放成本计算方法,构建新型风-光-火-抽蓄联合运行系统日前优化调度模型。以西北地区某新能源基地为研究对象,将火电机组运行成本、弃风弃光惩罚成本、抽蓄电站运行成本以及碳排放成本构成的综合成本最低作为优化目标,采用分段线性化方法处理火电机组运行成本的凸性非线性项。实际算例优化结果表明,抽蓄电站的加入使得联合系统的总运行成本与碳排放量均大大降低,且对风-光-火-抽蓄联合运行系统引入模糊机会与阶梯式碳交易后,综合运行成本降低3.2%,碳排放量减少14.3%,弃风弃光成本下降了55.7%,验证了本文所构建的新型模型的有效性。     

十三陵蓄能电厂调峰服务效益分析

抽水蓄能电厂削峰填谷作用已被电力行业所认可,但是对抽水蓄能电厂的调峰服务以发电量作为财务经营核算依据,对于其调峰作用未予经济补偿,阻碍了抽水蓄能电的投资回收和调峰的积极性。为此,以十三陵蓄能电厂投产6年以来生产实际为参考,着重分析了抽水蓄能电厂调峰对机组和人员的影响等项目,并运用等额还贷方法深入分析了抽水蓄能电厂调峰服务补偿的必要性,提出四步制补偿的补偿形式。     

考虑滞时的水库群短期优化调度风险分析模型

水库群优化调度的风险分析问题一直是研究的焦点,而在短期优化调度研究中,水流滞时的处理问题更是研究的难点。因此,按照风险识别-风险估计-风险评价与决策的思路,建立了考虑滞时的水库群短期优化调度风险分析模型。首先选取来流预报误差与滞时因子作为短期优化调度的主要风险因子,接着采用随机模拟的方法对主要风险因子进行估计,进而以耦合的两主要风险因子作为模型输入,得到所定运行策略下所面临的风险率,最后将所建模型应用到雅砻江流域的短期优化调度中。结果表明该模型不仅操作简单而且兼具实用性,无论对发电计划的制定还是水库的运行管理方面都有重要的指导意义。     

基于改进引力搜索算法的风电功率短期预测优化调度研究

考虑到风电功率本身的随机波动特性,在制定日前市场经济预调度方案过程中,需要将风电功率不确定性因素考虑进来。因此,利用机会约束规划方法来建立包含风电场在内的日前经济调度随机优化模型,并选用改进的引力搜索算法来求解所建立的模型。最后,选用具体算例,结合IEEE-30节点网络调试系统进行模型仿真,并利用仿真结果探讨了负荷水平对系统所容纳的风电容量的影响、风电功率预测偏差对预调度惩罚成本的影响、风电预测功率下不同成本系数对日前市场的影响。研究结果表明,利用改进引力搜索算法进行优化仿真的收敛速度比粒子群算法和遗传算法的收敛速度快,可靠性高。研究所得成果为日前市场经济下风电功率短期预测研究提供参考。