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(kāi)發(fā)的步伐加快,大規(guī)模梯級(jí)水電站群的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題也隨之越來(lái)越復(fù)雜。在梯級(jí)水庫(kù)上下游的水力、電力時(shí)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(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題時(shí)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(jiǎn)單、籠統(tǒng),水電站在面臨不同來(lái)水情況時(shí),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(jí)水庫(kù)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。基于此,本文以金沙江中游梯級(jí)水電站群為研究對(duì)象,從理論研究和應(yīng)用探索兩個(gè)方面入手,提出了能夠有效求解水電站群優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的粒子群改進(jìn)算法,針對(duì)梯級(jí)水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,探索了一種具體的、可操作性強(qiáng)的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度規(guī)則。本文的研究工作為梯級(jí)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(duì)基本粒子群優(yōu)化算法(PSO)在梯級(jí)水庫(kù)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(gè)層面對(duì)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(gè)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(guò)來(lái)對(duì)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(guò)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(gè)體通過(guò)轉(zhuǎn)錄某主個(gè)體的基因片段,并反轉(zhuǎn)錄給另一個(gè)體,在同代個(gè)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(méi)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(kù)優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用。不同的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,對(duì)優(yōu)化方法的要求也不同。因此,梯級(jí)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(jí)水電站群短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題中的應(yīng)用,以及VPSO算法在梯級(jí)水電站群廠間負(fù)荷分配與水電站機(jī)組負(fù)荷分配問(wèn)題中的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)例證明,本文提出的兩種改進(jìn)粒子群算法在梯級(jí)水電站群優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題中具有明顯的優(yōu)越性。
　　 (3)制定了龍盤(pán)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(jí)水電站群三個(gè)典型年的資料和大量模擬的徑流過(guò)程,通過(guò)優(yōu)化算法得到一系列優(yōu)化調(diào)度結(jié)