梯級水電站廠間負荷優(yōu)化分配模型研究與應用.pdf

1、隨著我國水能資源的不斷開發(fā)，溪洛渡、向家壩等巨型梯級水利樞紐陸續(xù)投運，梯級水電站的運行控制日趨復雜，其潛在的效益也使得聯(lián)合優(yōu)化運行和管理倍受學術界和工程界關注。然而，傳統(tǒng)調度理論與方法在實際工程應用中要實現聯(lián)合優(yōu)化調度存在較大困難：數據龐大、計算繁雜，且在通用性和可擴展性上不夠完善；模型過于簡化，造成發(fā)電計劃與實際調度產生偏差，不能完全滿足電網實際運行需求；調度模型自身具有的局限性，使得調度結果不完全可用。因此，如何在流域梯級復雜水力、

2、電力聯(lián)系約束下，合理進行梯級水電站廠間負荷優(yōu)化分配，提高流域梯級電站的水能利用率和綜合效益，是亟需解決的關鍵工程問題。深入開展梯級水電站負荷優(yōu)化分配研究，不僅是流域水電開發(fā)管理的現實需要，對充分綜合地利用水能資源同樣具有重要的意義和工程應用價值。
　　本文以溪洛渡-向家壩梯級(簡稱：溪-向梯級)水電站為研究對象，在充分利用已有研究思路和成果的基礎上，針對復雜水力、電力聯(lián)系下，梯級水電站聯(lián)系密切、調節(jié)性能各異、約束復雜的特點，綜合考

3、慮電網、電站、水庫、機組等不同系統(tǒng)的運行要求，充分發(fā)揮各電站的水力、電力補償調節(jié)作用，開展梯級水電站廠間負荷優(yōu)化分配的研究，以期為梯級短期優(yōu)化運行和水電能高效轉換問題提供可靠的理論指導和技術支持。具體工作如下：
　　首先，本文在分析了廠內經濟運行與梯級廠間負荷優(yōu)化分配問題的耦合關系后，對作為廠間負荷分配前提與基礎的廠內經濟運行問題的研究現狀及相關理論進行了論述。針對溪洛渡及向家壩電站的實際情況和梯級廠間負荷優(yōu)化分配目標需求，建立了

4、以耗水量最小為目標的電站廠內經濟運行調度模型，綜合考慮電站約束，提出改進量子進化嵌套動態(tài)規(guī)劃方法的混合優(yōu)化算法，并結合最短開停機時間修補策略、系統(tǒng)備用容量修補策略對模型進行求解。應用本文方法的向家壩廠內經濟運行結果表明：所提方法具有求解迅速，容易收斂，優(yōu)化結果明顯的特點，適用于巨型電站廠內經濟運行問題的求解。
　　隨后，針對現階段梯級負荷優(yōu)化分配問題研究現狀及存在的瓶頸，綜合比較常用的幾種調度模型間的優(yōu)劣及適用情況，結合溪-向梯級

5、實際情況，確定了基于梯級蓄能最大目標的“先站間后站內的層次化結構解決方案”。針對梯級蓄能最大模型所存在的易放空下游水庫的弊端，提出“出力約束廊道”、站間聯(lián)合躲避振動區(qū)等一系列約束處理策略，對尋優(yōu)過程中水庫運行水位、出力、流量等變量進行動態(tài)的、有效的控制，使得優(yōu)化調度結果合理可行；此外，為了使調度方案能綜合考慮未來時段的電網負荷需求，減少電站機組的啟停次數，同時實現當前時段和余留期負荷的優(yōu)化分配，本文結合梯級短期負荷預測，建立了“三日負荷