水電站(群)優(yōu)化調(diào)度與運(yùn)行規(guī)則研究.pdf

1、隨著水電能源開發(fā)的步伐加快,大規(guī)模梯級水電站群的優(yōu)化調(diào)度問題也隨之越來越復(fù)雜。在梯級水庫上下游的水力、電力時空聯(lián)系,徑流不確定性等因素的影響下,傳統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)化方法與系統(tǒng)分析理論在求解梯級水電站優(yōu)化調(diào)度問題時呈現(xiàn)出一定的局限性。目前,水電站的優(yōu)化調(diào)度規(guī)則一般比較簡單、籠統(tǒng),水電站在面臨不同來水情況時,這些調(diào)度規(guī)則的可行性與可操作性較差。因此,完善的梯級水庫群優(yōu)化調(diào)度方法與理論研究和可行的優(yōu)化調(diào)度規(guī)則制定,是水電調(diào)度工作亟待攻克的一項(xiàng)重要課

2、題?；诖?本文以金沙江中游梯級水電站群為研究對象,從理論研究和應(yīng)用探索兩個方面入手,提出了能夠有效求解水電站群優(yōu)化調(diào)度問題的粒子群改進(jìn)算法,針對梯級水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問題,探索了一種具體的、可操作性強(qiáng)的水庫優(yōu)化調(diào)度規(guī)則。本文的研究工作為梯級水電站群的管理、調(diào)度等提供了科學(xué)的理論基礎(chǔ)和可行的優(yōu)化方法。具體成果如下:
　　 (1)提出了兩種改進(jìn)粒子群算法。針對基本粒子群優(yōu)化算法(PSO)在梯級水庫群優(yōu)化調(diào)度中的局限性,本文分別從

3、宏觀與微觀兩個層面對粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行了改進(jìn)。宏觀層面,將文化算法(CA)引入到粒子群優(yōu)化算法中,提出文化粒子群算法(PSO-CA)。微觀層面,將病毒進(jìn)化機(jī)制引入到粒子群優(yōu)化算法中提出病毒粒子群算法(VPSO)。PSO-CA算法將文化算法(CA)引入到粒子群優(yōu)化算法中,在PSO算法得到群體空間中各個體的行為的基礎(chǔ)上,利用CA算法的信仰空間提煉出群體經(jīng)驗(yàn),然后反過來對群體空間陷入局部最優(yōu)的情況進(jìn)行監(jiān)視和改進(jìn),提高算法的計(jì)算效率。VPSO算

4、法則在計(jì)算過程中引入主群體和病毒群體兩種群體。主群體在上下代之間縱向傳遞信息,實(shí)現(xiàn)種群的全局尋優(yōu);病毒個體通過轉(zhuǎn)錄某主個體的基因片段,并反轉(zhuǎn)錄給另一個體,在同代個體之間橫向傳遞進(jìn)化信息,從而克服PSO算法只在群體自身上下代之間傳遞信息沒有在粒子同代之間交換信息的不足。
　　 (2)探索了改進(jìn)粒子群算法在水庫優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用。不同的水庫優(yōu)化調(diào)度問題,對優(yōu)化方法的要求也不同。因此,梯級水電站群的優(yōu)化調(diào)度需要根據(jù)水電系統(tǒng)自身的特征,選

5、擇正確的優(yōu)化方法。本文探索了PSO-CA算法在水電站防洪優(yōu)化調(diào)度與梯級水電站群短期優(yōu)化調(diào)度問題中的應(yīng)用,以及VPSO算法在梯級水電站群廠間負(fù)荷分配與水電站機(jī)組負(fù)荷分配問題中的應(yīng)用。通過實(shí)例證明,本文提出的兩種改進(jìn)粒子群算法在梯級水電站群優(yōu)化調(diào)度問題中具有明顯的優(yōu)越性。
　　 (3)制定了龍盤電站投入前水電站群短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度規(guī)則。本文根據(jù)金沙江中游梯級水電站群三個典型年的資料和大量模擬的徑流過程,通過優(yōu)化算法得到一系列優(yōu)化調(diào)度結(jié)