一庫多級(jí)式梯級(jí)庫群短期優(yōu)化調(diào)度及并行計(jì)算研究.pdf

1、作為優(yōu)質(zhì)清潔能源，水電具有顯著的調(diào)峰調(diào)頻優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)近十年來得到了空前發(fā)展。為了最大限度地利用水頭優(yōu)勢(shì)，增發(fā)水電電量，我國(guó)梯級(jí)流域特別是中小流域大多采用一庫多級(jí)式開發(fā)方式，這些梯級(jí)電站群的特點(diǎn)是以調(diào)節(jié)性能較好（如多年、年、季調(diào)節(jié)）、庫容較大的大型水電站做為龍頭水電站，下游往往具有一級(jí)或多級(jí)高水頭小庫容、調(diào)節(jié)能力較差的水電群。梯級(jí)電站優(yōu)化調(diào)度過程中，依靠龍頭電站的補(bǔ)償調(diào)節(jié)作用，一庫多級(jí)式梯級(jí)可以在不增加工程規(guī)模的條件下顯著增加整個(gè)梯級(jí)的保

2、證出力和發(fā)電量，同時(shí)合理的調(diào)度方式可以使梯級(jí)電站具有更好的調(diào)峰調(diào)頻效果，顯著改善電源質(zhì)量。研究一庫多級(jí)式梯級(jí)電站群優(yōu)化調(diào)度方式對(duì)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有重要的意義。然而一庫多級(jí)梯級(jí)短期優(yōu)化調(diào)度面臨計(jì)算電站數(shù)目較多、上下游電站間存在嚴(yán)格的水力電力聯(lián)系及復(fù)雜的流量滯時(shí)關(guān)系等問題，使得計(jì)算求解異常復(fù)雜。結(jié)合實(shí)際工程，本文從梯級(jí)滯時(shí)關(guān)系推求、給定復(fù)雜約束的優(yōu)化調(diào)度及通過并行提高求解效率等方面進(jìn)行深入研究，主要內(nèi)容包括:
　　(1)上下

3、游電站間流量滯時(shí)是影響梯級(jí)電站群短期優(yōu)化調(diào)度中水量計(jì)算及調(diào)度結(jié)果合理性的重要因素。闡述了上下游電站滯時(shí)關(guān)系的常規(guī)推求方法，以馬斯京根法為基礎(chǔ)，以流量動(dòng)態(tài)滯時(shí)為目標(biāo)，構(gòu)建了三段流量滯時(shí)關(guān)系曲線模擬模型，同時(shí)采用最小二乘法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行求解，以沙溪流域安砂與貢川電站梯級(jí)的豐平枯實(shí)際資料進(jìn)行計(jì)算、分析和驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果表明該方法的合理性和實(shí)用性。
　　(2)一庫多級(jí)式水電站群短期優(yōu)化調(diào)度是研究調(diào)度期較短時(shí)間內(nèi)逐時(shí)段各水電站最優(yōu)蓄放水策略與

4、負(fù)荷分配方案，以達(dá)到梯級(jí)總效益最大的目標(biāo)。該方案有利于協(xié)調(diào)電網(wǎng)和梯級(jí)電站之間的關(guān)系，維持電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在充分分析一庫多級(jí)式梯級(jí)電站之間水力電力聯(lián)系的基礎(chǔ)上，通過考慮峰谷電價(jià)因素，分別建立了給定負(fù)荷過程的梯級(jí)蓄能最大模型和基于分時(shí)電價(jià)的梯級(jí)發(fā)電效益最大模型，利用POA對(duì)模型進(jìn)行求解。以沙溪流域梯級(jí)電站群為例進(jìn)行了仿真計(jì)算，結(jié)果表明了模型的合理性及方法的有效性。
　　(3)粒子群優(yōu)化算法是求解梯級(jí)電站群優(yōu)化調(diào)度問題的經(jīng)典優(yōu)化方

5、法，但是在求解大規(guī)模電站群短期優(yōu)化調(diào)度時(shí)，計(jì)算量較大導(dǎo)致計(jì)算耗時(shí)過長(zhǎng)，無法滿足實(shí)際需求。利用Fork/Join多核并行框架設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于粒子群算法的并行計(jì)算方法對(duì)一庫多級(jí)式梯級(jí)電站群短期發(fā)電量最大模型進(jìn)行優(yōu)化求解。以沙溪梯級(jí)電站群為例進(jìn)行了仿真計(jì)算，結(jié)果表明了多核并行粒子群算法可以顯著提高計(jì)算效率，大幅度縮減計(jì)算耗時(shí)，為一庫多級(jí)式梯級(jí)庫群短期優(yōu)化調(diào)度的求解提供了技術(shù)參考。
　　最后對(duì)一庫多級(jí)式梯級(jí)電站群短期優(yōu)化調(diào)度并行算法研究