水电站群联合优化调度系统
水火电联合优化调度模型文献综述
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C h i n a S c i e n c e& T e c h n o l o g y O v e r v i e w /油气、地矿、电力设备管理与技术水火电联合优化调度模型文献综述张枫(华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206)摘要:大规模水火电联合优化调度问题是多阶段、非凸、非线性、高维数学优化问题,且经济效益突出、具有很高的实用价值,一直是国内外学者研究的热点。
本文按照时间尺度选取、优化模型构造、是否考虑入流随机性、模型求解方法等层次,对水火电联合 优化调度模型的研究现状进行了总结归纳。
关键词:水火电力系统;联合优化调度;文献综述中图分类号:TM73 文献标识码:A文章编号:1671-2064(2020)18-0103-030. 引言随着全球气候变暖形势日趋严峻,大力发展清洁能 源,实现经济社会的低碳、可持续发展已成为当前国际社 会的重要议题。
水电作为当前技术条件最成熟、已开发规 模最大的清洁能源,具有启停迅速、调控灵活、成本低廉 等特点,能够在电力系统运行中产生巨大的经济效益。
我国西南地区水能资源较为丰富,经过多年的发展建 设,逐步形成了特大流域及干流水电站群占据主导地位 的特殊高比例水电电力系统。
水电作为主要电源的电力 系统,由于水库蓄水量有限,当前的运行决策会对系统未 来的运行成本造成影响,其运行优化问题在时间上是耦合 的;水能的梯级开发使得上下游电站之间的水文联系较为 紧密,上游电站的生产决策会对下游电站产生较大的影 响;客观上水文现象具有随机性,水电站入流情况难以准 确预估,运行优化问题本质上属于随机优化问题;水电机 组的尾水位一泄流量曲线、库容一水位曲线,火电燃料成 本曲线等均具有非线性特性,进一步增大了问题的求解难 度。
上述特点使得高比例水电电力系统的运行优化问题成 为一个典型的非线性、多阶段、高维复杂的数学规划问 题。
因此,开展实用化的水火电系统联合优化调度研究,对于发挥水电经济生态效益、降低系统运行成本、确保国 民经济低碳高效发展意义重大。
通口河流域梯级水电站优化调度运行探讨
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发电运维Power Operation通口河流域梯级水电站优化调度运行探讨北川巴蜀通口河流域电力开发有限责任公司 陈军1 概况通口河水电厂总装机65.0MW(其中通口电站2×22.5MW,香水电站2×10.0MW),两站多年平均发电量3.2亿KW.h。
通口电站位于四川省北川县通口镇上游2.3 km 处,左岸属江油市,右岸属北川县,电站距北川新县城约46.0km,距江油市区约24.0km,是涪江一级支流通口河干流设计规划的七个梯级水电站的第五级。
电站于2002年9月动工建设,2004年8月并网发电投入商业运行。
通口电站工程由碾压混凝土重力坝、右岸引水系统、地面厂房和升压站等建筑物组成。
水库正常蓄水位598.0m,总库容3610.0万m³,调节库容97.0万m³,设计具有日调节性能。
香水电站位于涪江一级支流通口河下游的江油市香水乡境内,距上游通口电站11.6km,距江油市区23.0 km,是通口河干流设计规划的七个梯级水电站的第六级。
电站于1996年11月动工建设,1999年1月两台机组并网发电投入商业运行。
香水电站工程由碾压混凝土重力坝、右岸引水系统、地面厂房和升压站等建筑物组成。
水库正常蓄水位546.70m,总库容810.0万m³,调节库容84.0万m³,具有日调节性能。
前期两电站由同一公司下分别独立经营的子公司管理,在电站水库调度方面存在互相不适应和不配合的状况,后期企业为提高经济效益,提质增效,实施人力资源管理整合,形成一个电厂管理两个梯级水电站的运营管理模式。
2 优化调度的重要性水电是电力系统的重要组成部分,一方面水电可在电网中通过承担调峰、调频和事故备用发挥其容量效益,另一方面又替代火电电能发挥其环保效益。
这些效益的发挥好坏与水电站及其水库的合理调度方式紧密相关。
当系统中的水库群进行联合调度运行时,可获得径流补偿和库容补偿效益,这对提高流域梯级水电站运行的安全可靠性和经济性都是十分有利的。
流域梯级水电站优化调度的方法
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流域梯级水电站优化调度的方法概述流域梯级水电站是指位于同一流域内的多个水电站组成的梯级系统。
优化调度是指通过科学的方法和技术手段,使梯级水电站在满足电能需求的同时,最大程度地提高水资源的利用效率和水能的开发利用能力。
本文将探讨流域梯级水电站优化调度的方法。
1. 水能资源评估和预测水能资源评估是流域梯级水电站优化调度的基础,通过对水文数据的分析和模拟,可以对流域内的水能资源进行准确的评估。
同时,建立预测模型,对未来一段时间内的水文情况进行预测,为优化调度提供参考依据。
2. 多目标规划模型流域梯级水电站的优化调度涉及到多个目标,如最大化发电量、最小化排洪量、最大化水库蓄水量等。
通过建立多目标规划模型,可以将这些目标进行量化,并通过运算得到最优的调度方案。
3. 系统仿真模拟流域梯级水电站是一个复杂的系统,涉及到多个水库、多个发电机组之间的相互作用。
通过建立系统仿真模型,可以模拟水库调度、水流传导过程等,以及各个站点之间的调度策略。
通过对不同的调度策略进行仿真比较,可以找到最优的调度方案。
4. 智能优化算法传统的优化方法对于大规模的梯级水电站系统来说,计算复杂度较高。
因此,采用智能优化算法,如遗传算法、粒子群算法等,可以有效地解决这个问题。
通过遗传算法等方法,可以搜索解空间中的最优解,快速得到最优的调度策略。
5. 实时调度与决策支持系统实时调度是指根据当前的水情和电网负荷情况,对水电站进行即时调度。
通过建立决策支持系统,实时收集和整理数据,并基于模型和算法,给出合理的调度建议。
这样可以使梯级水电站的调度更加灵活和高效。
6. 多模型集成与协调由于流域梯级水电站的复杂性,不同的模型和方法可能会得出不同的调度策略。
因此,需要建立多模型集成与协调的方法,将不同的模型进行整合,并通过协同调度的方式,得到更加优化的结果。
结论流域梯级水电站在满足电能需求的同时,对水能资源的利用效率和水能的开发利用能力提出了更高的要求。
乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨
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贵州水力发 电
GUI OU ATER ZH W P0W ER
20 0 9年 2月
・
水 库 与环境 ・
乌江流域梯级水 电站联 合优 化调度的探讨
田 华 ,梁
( .贵州构皮滩发 电厂 ,贵州 1 余庆
卫 ,简 永 明
遵 义 530 ; 6 14
50 0 ) 5 0 2
水 电厂 运 行 及 管 理 工 作 。
第2 3卷 第 1 期
贵 州 水 力 发 电
20 0 9年 2月
成投产后 ,就正式拉开了实施乌江流域大型复杂水 电站群 联合 优化 调度 的序 幕 。对 于如 何发 挥洪 家渡
龙 头水 库对 下游 电站 的补 偿 调节 ,如 何利 用梯 级水 电站 自身 的特点 实施 联合 优 化调度 ,如何 实现 既要
索风 营 、乌 江渡 4个水 电站 的发 电机组 已完 全实 现
保证电网的安全又要 降低梯 级水 电站 的发 电耗水
率 ,发 挥 流域梯 级 的整 体效 应 ,成 了乌江 公 司和 电
网调度 部 门十 分 重 视 和必 须 解 决 的 课 题 。从 2 0 05
年及 20 0 6年 1 以前 乌 江流域 梯 级水 电站 的总体 0月 运 行情 况来 看 ,由于流域 梯 级水 电站 联合 优化 调度 未 充分 发挥 其应 有 的作用 ,流域 上游 洪家 渡水 库 刚 进 入汛 期就 立 即进入 了蓄水状 态 ,拦 蓄 了六 冲河全 部 来水 ,与 此 同 时 下 游 各 水 电 站 区 间来 水 极 度 偏 枯 ,致 使下 游 的东 风水 电站 和乌 江渡 水 电站 长期处
0 概 况
贵州 乌江水 电开发 有 限 责 任公 司 ( 文 中简称 本
长江上游大型水电站群联合调度发展战略研究
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De e o v l pm e s r t g s ud o c nt t a e y t y n om bi e m a g m e o l r e h dr po r t i n o nd na e nt f a g y o we sato s n t e h
o p r t n a d ma a e n fc sa e h d o o e tto s tkn no a c u tte c mbn d o e ain s se n o eai n n g me to ac d y rp w r sain , a ig it c o n h o ie p rto y tm o
摘 要 : 长 江 上 游 水 能 资 源 丰 富 , 是 我 国 重要 的 水 电 开 发 基 地 。 干 支 流 已建 和 在 建 的 大 型 梯 级 水 电 站 群 规 模 庞 大 ,其 联 合 调 度 将 对 我 国 能 源 安 全 和 绿 色 能 源 发 展 具 有 重 要 战 略 意 义 。 针 对 长 江 上 游 大 型 水 电 站 开 发 建 设 和 运 行 管 理 现 状 及 当 前 面 临 的 挑 战 , 借 鉴 国 内 外 梯 级 水 电 站 运 行 调 度 经 验 ,从 联 合 调 度 系 统 建 设 、 运 行 和 管 理 等 层 面 ,探 讨 长 江 上 游 大 型 水 电 站 群 联 舍 调 度 的 发 展 思 路 、 阶 段 目标 和 主 要 任 务 , 并 提 出 需 要 解 决 的 管理 科 学 问 题 。
t n ge n e eg e eo me | y a d re n ry d v lp n .Ad rsig t e h le g s o h p e Ya gz v rS ag h d o o e e d e sn h c aln e f te u p r n te Rie re y rp w r d — l
乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨
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提 高水能 利用 率 。根 据 初 步设 计 资 料 , 家 渡形 成 洪
收 稿 日期 : 0 7 0 — 6 2 0 — 5 1
1 乌 江 流 域 梯 级 优 化 调 度 的重 要 性
乌江公 司 自上 游 洪 家 渡 电站 2 0 0 4年 底 全 部 建
实 现 流域 梯 级 水 电 站 的 优 化调 度 , 高 经 济 效 益 , 断 开 拓 电力 市 场 , 现 企 业 效 益 最 大 化 成 了乌 江 公 司 与 电 网 调 度 提 不 实 部 门 积 极 探 索解 决 的 首 要 问题 。本 文 通 过 对 乌 江流 域 梯 级 优 化 调 度 的 开展 以及 运 行 方 式 加 以探 索论 述 , 出梯 级 优 提
州 电网总容 量 的 l. 6 。乌 江 渡 下游 正在 施 工建 7 3
月 以前 乌江 流域梯 级 电站 的 总 体运 行 情 况 看 , 由于
流域 梯 级 电站 联合 优化 调度未 充 分发挥其 应 有 的作 用 , 游洪家 渡 电站 在 刚进 入 汛期 就立 即进 入 了 蓄 上 水状 态 , 由于洪家 渡拦 蓄 了六 冲河 全部来 水 , 且 同 并 时 下游各 电站 区 间来 水也 极 度 偏 枯 , 使 下游 的东 致
作者简介 : m ̄ ( 9 2 ) 男 , 1 7 一 , 工程 师 , 事 水 电 厂 运 行 工 作 。 从
维普资讯
第 4期
田 华 等 :乌 江 流 域 梯 级 水 电站 联 合 优 化 调 度 的探 讨
1。 s 电站装机 3 0 T/, I ×2 0Mw , 保证 出力 1 9 1Mw , 5 .
年 平 均发 电量 1 . 9亿 k ・ 。它 的任 务 不 仅 要 55 W h 考 虑 自身 的安全 和发 电 , 主要 的是 为下 游 梯 级 电 更
水利行业水资源配置与调度优化方案
![水利行业水资源配置与调度优化方案](https://img.taocdn.com/s3/m/a0bffc875122aaea998fcc22bcd126fff7055d3b.png)
水利行业水资源配置与调度优化方案第一章水资源概述 (2)1.1 水资源概况 (2)1.2 水资源供需分析 (2)第二章水资源配置现状与问题 (3)2.1 水资源配置现状 (3)2.2 水资源配置存在的问题 (4)2.3 水资源调度现状与问题 (4)第三章水资源配置与调度原则 (5)3.1 公平性原则 (5)3.2 效益最大化原则 (5)3.3 可持续发展原则 (6)3.4 灵活性与适应性原则 (6)第四章水资源优化配置模型构建 (6)4.1 模型构建方法 (6)4.2 模型参数设置 (6)4.3 模型求解方法 (7)第五章水资源优化调度策略 (7)5.1 调度策略概述 (7)5.2 水量调度策略 (8)5.3 水质调度策略 (8)5.4 水能调度策略 (8)第六章水资源优化配置与调度技术支持 (9)6.1 信息采集与处理 (9)6.1.1 信息采集 (9)6.1.2 信息处理 (9)6.2 预测与预警技术 (9)6.2.1 预测技术 (10)6.2.2 预警技术 (10)6.3 优化算法与应用 (10)6.3.1 遗传算法 (10)6.3.2 粒子群算法 (10)6.3.3 神经网络算法 (10)6.3.4 多目标优化算法 (10)第七章水资源优化配置与调度实施方案 (11)7.1 实施步骤 (11)7.1.1 调查分析阶段 (11)7.1.2 目标设定阶段 (11)7.1.3 方案实施阶段 (11)7.1.4 监测评估阶段 (11)7.2 实施保障措施 (11)7.2.1 政策法规保障 (11)7.2.2 技术保障 (12)7.2.3 资金保障 (12)7.2.4 人才培养与交流 (12)7.3 实施效果评估 (12)7.3.1 水资源利用效率评估 (12)7.3.2 水资源安全保障评估 (12)7.3.3 经济社会效益评估 (12)7.3.4 生态环境效益评估 (12)第八章水资源优化配置与调度政策法规 (12)8.1 法律法规现状 (12)8.2 政策法规建议 (13)8.3 政策法规实施与监管 (13)第九章水资源优化配置与调度案例分析 (14)9.1 案例一:某地区水资源配置与调度优化 (14)9.2 案例二:某流域水资源配置与调度优化 (14)9.3 案例三:某城市水资源配置与调度优化 (14)第十章水资源优化配置与调度未来发展展望 (15)10.1 技术发展趋势 (15)10.2 政策法规发展趋势 (15)10.3 水资源优化配置与调度前景展望 (16)第一章水资源概述1.1 水资源概况水资源是自然界中分布最广泛、对人类生活生产影响最大的自然资源之一。
乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨
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乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨
田华;梁卫;简永明
【期刊名称】《贵州水力发电》
【年(卷),期】2009(023)001
【摘要】乌江流域自2004年梯级龙头洪家渡水电站建成投产以后,其流域梯级水电站群开始逐步形成.对于如何有效地实现乌江流域梯级水电站的优化调度、提高经济效益、实现企业效益最大化,成了乌江公司与电网调度部门需进行探索和解决的首要问题.本文通过对乌江流域梯级水电站联合优化调度的开展以及运行方式的探索论述,提出梯级水电站联合优化调度需解决的一些问题,以期能为加快实现乌江流域梯级水电站优化调度的进程提供参考.
【总页数】7页(P11-17)
【作者】田华;梁卫;简永明
【作者单位】贵州构皮滩发电厂,贵州,余庆,564408;贵州乌江渡发电厂,贵州,遵义,563104;贵州乌江水电开发有限责任公司水电站运程集控中心,贵州,贵
阳,550002
【正文语种】中文
【中图分类】F424.7;TV737
【相关文献】
1.田湾河流域梯级水电站联合优化调度浅析 [J], 田碧;李荣
2.乌江梯级水电站联合优化调度效果分析——以应对20081106洪水为例 [J], 隋
欣;吴赛男;靳甜甜;廖文根
3.乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨 [J], 田华;刘春志;梁卫;简永明
4.清水河流域水电站梯级联合优化调度管理 [J], 冯欢;
5.清水河流域水电站梯级联合优化调度管理 [J], 冯欢
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流域水电站群经济运行和优化调度系统设计研究
![流域水电站群经济运行和优化调度系统设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/736bb05877232f60ddcca10e.png)
流 日 荷 线ll时 负 域 负 曲 实 荷
流 日 电 划I} 时 负 域 发 计 实 荷
站 等效 为一 台等值 机组 进行 计算 ; AGC负 责 电厂 总 而 负荷 在投 入 AGC 的所 有机 组 间的最 优分配 , 主要考 虑 机 组躲 避 振 动 区 、最 短 开停 机 时 间 、机组 启停 顺 序 等 因素 。流 域 水 电站 经济 运行 和 优化 调度 控 制 系统 结构
一
系列 的优化 调度 决策 共 同组成 的 。 流域 水 电站 优化 调度 控 制 中主 要采 用三 个优 化 准
则: 最大 发 电量 准则 、最 大蓄 能量 准 则及 库 水 位越 限
图1
流 域 电站经 济运 行 和优 化调 度控 制 系 统 结 构 图
程 度 最 小 准则 。在 电力 市 场条 件 下 , 域 电站 调度 控 流 制 优 化 准则 应 考虑 各 电站 时空 电价 差 异 , 即各 流域 电 站 上 网 电价 不 同 ,同一 电站 各 时段 上 网 电价 也不 同 。 若 需 考 虑 电价 因数 , 需在 最 大发 电量 准 则 、 最大 蓄 仅 能量 准 则 的数学 模 型 中乘 上各 电站 各 时段 电价 即可 ,
流域 集 控 中心 监控 系 统 中针对 流域 的 每个 水 电站
水电站发电运行方案的协调运营与联合调度
![水电站发电运行方案的协调运营与联合调度](https://img.taocdn.com/s3/m/6436a98e88eb172ded630b1c59eef8c75fbf9537.png)
水电站发电运行方案的协调运营与联合调度随着社会对可再生能源的需求日益增长,水电站在能源供应中扮演着重要的角色。
为了保证水电站的发电效率和安全运行,协调运营与联合调度成为必要的管理手段。
本文将从三个方面探讨水电站发电运行方案的协调运营与联合调度。
一、协调运营在水电站的发电过程中,协调运营是确保各设备协同工作的核心环节。
首先,水电站应制定合理的发电方案,明确机组的运行策略。
这需要结合水库蓄水情况、用电负荷预测和电价因素等因素进行综合分析,以最大化水电资源的利用效率。
其次,水电站的协调运营还需要注重设备的维护与保养。
定期的设备检修和保养工作,可以有效延长水电站设备的使用寿命,提高设备的可靠性和稳定性。
同时,及时处理设备故障和紧急情况,保证水电站的连续运行。
最后,协调运营还需要与电网进行有效的配合。
水电站需要根据电网的负荷需求和市场变化,调整自身的发电计划,保持与电网的协调和稳定。
二、联合调度联合调度是指多个水电站之间的协作,通过统一的调度指令和运行参数,实现水电站群的优化运行。
联合调度可以实现不同水电站之间的互利共赢,最大化水电资源的利用效率。
在联合调度中,首先需要建立良好的信息沟通平台。
各水电站之间需要及时、准确地交流信息,包括水库水位、发电能力和电力市场情况等。
其次,联合调度要考虑水电站之间的协同作业。
通过统一的调度命令,各水电站可以合理分配发电任务,避免资源的浪费和重复运行。
此外,联合调度还需要考虑水电站的调节能力。
在电力系统负荷变化较大时,不同水电站可以根据自身的调节特点,相互协调、补充运行,保持整个电力系统的稳定。
三、技术支持水电站的协调运营与联合调度需要科学的技术支持。
首先,需要建立完善的水文气象监测体系。
通过准确、及时地监测水库水位和降雨情况,可以为发电方案的制定提供有效的数据支持。
其次,要利用先进的模型和算法进行运行优化。
运用数学规划和优化算法,可以在复杂的水力系统中寻求最优的运行策略,提高发电效率和经济效益。
流域集中优化调度下的乌江渡水库调度管理
![流域集中优化调度下的乌江渡水库调度管理](https://img.taocdn.com/s3/m/aec8d5c7bed5b9f3f80f1c9c.png)
流域集中优化调度下的乌江渡水库调度管理摘要:随着国家“西电东送”宏伟计划的提出,乌江流域开发步伐加快,乌江公司深刻意识到,作为水电企业,必须依靠水电站群间的联合优化调控,才能实现节水增发电的目标,并以此推动水电厂管控模式的变革。
在这样的背景下,乌江公司提出了“以节能增效为目的、以优化调度为核心、以集中控制为手段”的流域梯级水电站群集中生产调度管理思路。
2000年3月,公司战略性地勾勒出乌江流域梯级水电站群联合优化调控系统建设的整体构想。
基于水库调度集中管理和电站远程集控技术条件的成熟,乌江公司于2006年5月1日正式宣布流域各梯级水库调度实行集中管理。
随着乌江公司对流域开发的变化,乌江渡水库调度管理也随之发生着转变。
从以往的调度的主导转变为辅助,做好水库调度基础工作,为公司实现梯级优化调度的整体构想不断向着积极的方向转变着。
关键词:优化调度;转变;梯级水库调度;集中管理概述水库调度及大坝安全管理的成功与否,直接影响着小到厂内的经济指标,大到国民经济的发展,相反,则将危及电站上下游广大人民生命财产的安全,带来非常严重的损失。
大坝安全管理及水库调度这绝不象所谓的“夏天以电定水,冬天以水定电”如此简单的两句话,要做好这项工作,涉及到天气、水情、水库特性等专门业务,是一项以实际情况为根本,以洪水调度理论为依据,以经验为参照的较为细致、复杂的技术工作。
在防洪与发电出现矛盾时,既要考虑企业的安全生产及经济性,同时还要兼顾着企业重大的社会责任。
不管单一水库的发电调度还是梯级的优化调度,无非是为了提高水能的利用,以此获得更大的经济效益。
因此,乌江渡发电厂水库调度管理的“转变”也是为了更好地发挥乌江渡发电厂的水能利用能力,以提高我厂的经济效益为目的转变。
在防汛工作方面“转变”更加体现在做好防汛每项基础工作,做好突发状况下的应急处理准备,积极参与梯级防洪调度工作,根据防汛遇到实际困难提出适时解决办法。
随着梯级调度深化进行思想的“转变”也随之开始,由以往的着眼于自身,转变为放眼于全流域。
梯级水电站短期联合优化调度分析
![梯级水电站短期联合优化调度分析](https://img.taocdn.com/s3/m/746f59b0f424ccbff121dd36a32d7375a417c6dc.png)
梯级水电站短期联合优化调度分析摘要:随着节能减排与能源结构调整的不断深入,国内各个主要流域目前已经形成了一定规模的梯级水电站系统。
为发挥梯级水电站发电、防洪、灌溉、供水的经济效益,水电站联合优化调度运行至关重要,这将有利于降低水电站发电成本,还能为水电站的稳定运行提供科学参考依据,深入挖掘水轮发电机组在水电站中的发电潜力,以短期联合优化调度提高运行效率。
关键词:梯级水电站;短期运营;联合优化调度引言:水能水资源作为一种可再生、可循环利用的绿色能源,水电站的联合调度运行方式决定了水能资源的实际利用效果。
水电站在运行中肩负着水利系统与电网电力系统运行的双重功能,水轮机组在电网电力系统中存在负荷波动,有着电网调频与调峰任务特点,通过水力发电方式降低能耗,减少污染程度。
1.梯级水电站实施联合优化调度的重要意义梯级水库联合优化调度对保障水电系统稳定运行、提高资源利用效率、提升梯级整体效益有着至关重要的意义。
联合优化调度过程中,以日作为时间尺度的优化调度方式确定了调度战略在每天的执行方式,水电站日内运行过程中建立基于多种复杂因素的短期调度模型,应用多种优化算法建造模型并求解,目前已成为梯级水电站运行的重要手段。
梯级水电站优化调度模型本身是一个高维且非线性问题,整个模型求解的过程十分复杂。
不仅如此,水流流达时间的存在会让优化调度涉及到短期梯级水电站间跨时段水量平衡与水量耦合问题。
目前用于计算短期优化调度模型的方法主要有两种,一种是基于传统动态规划的逐步优化算法,这类方法收敛速度比较慢,计算效果会对初始可行解存在较大的依赖性,计算需要较长的时间。
另一种是基于遗传算法和粒子群算法的智能型算法,不仅能求解速度快,且运行效率高,但是计算期间容易出现结果不一致的问题。
通过水电的网上竞价方式,不同梯级水电站都会独立参与竞争,报价内容基本不对外公开,下游水电站无法评估发电能力。
比如上游水电站竞价成功,下游水电站未成功,当下游水位已经贴近储水位的时候,此时就会出现弃水的现象,这样做无形中违反了水资源高效利用的原则。
水库群联合优化调度方案研究
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水库群联合优化调度方案研究摘要:本研究基于水库群聚合虚拟法、利用逐步优化算法,制定了聚合虚拟水库的联合供水调度方案,并采用分水比例法确定了各成员水库共同供水任务的分配比例。
结果表明:该方案可满足各类型的用水需求,利用该优化调度模型可制定科学合理的水库联合供水优化调度方案,将优化计算结果与实际调度结果进行对比分析,优化调度模型在提高补水量的发电效率、缓解电量损失方面具有优势,可为枯水期水量统一调度方案的制定提供借鉴。
从而为该地区的水资源配置提供参考。
关键词:水库群;联合供水;优化调度前言:20世纪60年代以来,国内外诸多学者对水库优化调度理论和方法进行了研究,但主要是针对单个水库或单个目标开展工作。
进入21世纪以来,随着大批水库电站的建成和投入使用,中国已形成了一批巨型水库群,如黄河上游、长江上游、第二松花江、三峡梯级和清江梯级水库群等,中国水电工程已经进入了由建设到管理运行的关键转型期,国家能源发展战略规划对中国的水电发展提出了新的要求,因此开展水库群联合调度是顺应“节能发电”与“洪水资源化”的时代需求,具有重大的理论价值和现实意义。
近年来,随着水文气象预报精度的提高、系统决策科学理论的日益完善和计算机软硬件技术的快速发展,为水库群联合优化调度创造了条件。
由于入库径流的随机性,决策过程的动态性、实时性和数学模型、优化技术的局限性,使得水库调度决策问题呈现出非结构化的特点,水库群联合调度决策是一个非常复杂的过程。
从不同的角度分类,水库调度决策可分为很多不同类型。
按水库的功能目标可分为防洪调度、兴利调度和综合利用调度;按水库数量可分为单库调度、梯级水库调度和水库群联合调度;按调度周期可分为短期调度和中长期调度;按调度方式可分为常规调度和优化调度。
本文重点综述近年来国内外库群联合优化调度方法研究应用进展,并探讨今后库群联合调度的发展趋势。
一、水库群联合调度原则和目标函数1.1 联合调度的基本原则对以防洪为主的水库群,应采用补偿方式调度,一般以梯级水库的上游水库或距防洪保护区较远的并联水库先行补偿,使控制洪水比重较大、对洪水的调节能力较高、距下游防洪保护区较近的水库最后控制泄量;对以灌溉及供水为主的水库群,以总弃水量最小拟定各个水库的蓄放水次序,梯级水库上游水库应先蓄水后供水,库群中如有调节能力高、汛期结束较早的水库应先蓄水,在供水期按总供水要求进行补偿调节;对于以发电为主的水库群,在满足系统正常供电要求的前提下,以总发电量最大拟定各个水库的蓄放水次序,梯级水库上游水库一般应先蓄水后供水;对并联水库则需采用一些方法(如判别式法、库容效率指数法),根据各库具体情况判别来确定最佳的蓄放水次序。
水电站群联合优化调度系统
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水电站群联合优化调度系统水电站群联合优化调度系统是指由多个水电站组成的群体,在统一的调度平台下进行优化调度。
该系统以实现群体协同、资源共享和运行效率最大化为目标,通过优化水电站的发电计划,提高水力资源的利用效率,减少能源浪费,减轻对环境的影响,从而实现可持续发展。
1.水电站运行模型建立:根据水电站的特点建立数学模型,包括电站发电能力、装机容量、装机台数等,并考虑到水库水位、流量、河道的特性等因素,确定水电站的发电曲线。
2.水电站发电计划优化:通过优化模型和算法,确定群体内每个水电站的发电计划,使得水电站之间的协同作用最大化。
此过程需要考虑水库水位、流量、发电机组性能等因素,并兼顾到电力市场需求和负荷情况,以及环境保护等因素。
3.跨水电站调度协调:在水电站群联合优化调度系统中,不同水电站之间存在一定的协调关系。
例如,当一些水电站水库水位较高时,可以通过水库间的水资源调度,向其他水库输送水资源,以实现最佳发电效益。
此外,还需要考虑水电站之间的互补性,例如,一些水电站的水库水位较低时,可以向相邻的水电站购买电力,以满足用户的需求。
4.多目标优化调度:水电站群联合优化调度系统需要综合考虑多个目标,例如,最大程度地利用水力资源、最小化电力系统的总体成本、保证电网的稳定运行等。
在优化算法中,需要将这些目标建立为适应度函数,并通过遗传算法、模拟退火算法等求解最优解。
5.实时监控与控制:建立水电站群的实时监测系统,实时采集水电站的运行数据,包括水位、流量、负荷等信息,并通过智能控制系统实时控制水电站的运行。
监测系统不仅可以提供给调度员实时的运行状态,还可以进行故障诊断与预测,以及自动化控制。
水电站群联合优化调度系统的应用可以改善传统水电站独立运行的模式,实现水电站之间的协同作用,提高水电站运行效率。
另外,该系统还可以减少对水资源的消耗,提高水能的利用效率,减少能源浪费,从而提高发电效益,降低电力成本。
此外,通过优化调度,还可以减轻电力系统的负荷压力,提高电网的稳定性。
新运营环境下三峡梯级联合调度系统方案设计
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新运营环境下三峡梯级联合调度系统方案设计李清清;周建中;许继军;董玲燕【摘要】Under new operation environment, the joint operation of three gorges cascade hydropower plants need new scheme system. The main problems in scheme system design are analyzed and the functional structure is designed. The main modules of system such as information management, forecasting and joint operation scheduling are properly set up, and at the same time, the programming method and the database structure are also put forward based on object-oriented concept for solving the problems. The integration scheme of the system is proposed.%针对新的运行环境下三峡-葛洲坝梯级联合优化运行对调度系统的要求,指出了系统设计面临的主要问题,设计了联合优化系统的功能结构,通过合理设置信息管理、预报预测和联合优化调度等主要系统模块的功能,提出基于面向对象的程序实现方法和数据库结构,较好地解决了程序设计中的主要问题,提供了三峡梯级联合优化调度系统的集成方案.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2012(038)002【总页数】4页(P61-64)【关键词】三峡-葛洲坝梯级;联合优化调度;功能结构;面向对象;集成方案【作者】李清清;周建中;许继军;董玲燕【作者单位】长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010;华中科技大学水电与数字化工程学院,湖北武汉430074;长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010;长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TV697.12(263)三峡-葛洲坝梯级是长江干流上的重要水利枢纽工程,具有防洪、发电、航运等综合效益。
乌江梯级水库联合优化调度方案研究
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20 10 年 11 月
人 民 长 江
Ya g z Ri e n te vr
Vo . 1 41. No. 22
NO ., V
2 0 01
文 章 编 号 :0 1— 1 9 2 1 ) 2— 0 8— 4 10 47 (0 0 2 0 0 0
定 ; 一部分 是经 过水库 的不 蓄水 量 , 产生 的电能 为 另 其
( )梯级各 电站 统 一调 度 的联 合 调 度模 式 ( 称 2 简 梯级 统一联 合调 度模 式 ) 。当梯 级 中有 水 力联 系 的水 电站群 对外 作为 一个整体 调度 并参 于 同一 电力 系统 运 行时 , 级 中所有 电站 作 为 一个 整 体 满 足 电力 系 统 的 梯 需要 , 由统一 的调度 规则 指导梯 级 电站联合 运行 。
乌 江 梯级 水 库 联 合优 化 调 度 方案 研 究
罗 斌 , 凯 霞, 安 强 钱 李
( 江勘 测 规 划 设 计 研 究院 规 划 设 计 处 , 北 武 汉 4 0 1 ) 长 湖 3 00
摘要 : 为寻 求 适 合 乌 江梯 级 水 库群 最 大发 电效 益 的联 合 调 度 方 式 , 常 用 的 梯 级 水 库 联 合 调 度 方 式 、 型 建 立 对 模
不 蓄 电能 , 由水库 调节过 程 中的水头 决定 。
当面临 时段 电力 系统 要 求 的 发 电 出力确 定 后 , 水 电站群 的调度 可通过 多种水 库 调节方 式予 以实现 。在 同样 满足 电力 系统要 求 的前 提下 , 确保 时段 末 水 库群
为 87 0MW , 0 设计 年发 电量 为 2 5 8 9 . 4亿 k ・ 。乌 W h 江干 流上装 机规 模和 调节库 容最 大 的构 皮滩水 电站 的
流域梯级水电厂联合优化调度探究
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流域梯级水电厂联合优化调度探究随着能源需求的不断增长,水电站作为清洁能源的重要代表,受到越来越多的关注。
在流域内,有多个梯级水电站,它们之间的耦合关系使得它们的运行不再是独立的,而是需要进行联合优化调度,以实现最优的发电效益。
本文将对流域梯级水电厂联合优化调度进行探究,分析其原理和方法,为实际应用提供理论支持。
一、梯级水电站的特点与优化调度的必要性1. 梯级水电站的特点梯级水电站是指在一条江河流域内自上而下相继建设的水电站群。
由于地理位置的特殊性,上游水电站的出力对下游水电站的发电和蓄能有着直接的影响。
梯级水电站间存在较强的耦合关系,需要进行联合优化调度,以最大限度地发挥各水电站的发电潜力,提高整个梯级水电站群的发电效益。
2. 优化调度的必要性针对流域梯级水电站,单一水电站的优化调度已经无法满足整个流域水电站群的发电需求。
联合优化调度可以在综合考虑各个水电站的发电能力、蓄能容量、上下游关系等因素的基础上,最大化地提高整个梯级水电站群的发电效益,实现资源的最优配置,提高能源利用效率。
二、流域梯级水电站联合优化调度的原理联合优化调度是指在多个水电站间进行协调调度,以最大程度地提高整个梯级水电站群的综合效益。
它要求对梯级水电站进行系统级的整体调度,不再只是考虑单个水电站的运行状况,而是综合考虑整个梯级水电站群的运行特点,达到整体最优。
联合优化调度的原理是通过对整个梯级水电站群的水资源、发电能力、蓄能容量等进行全面分析和评估,建立数学模型,基于模型进行优化计算,得出最优的调度方案。
在联合优化调度中,需要考虑的因素包括各个水电站的调度目标、优化的优化目标、水资源分配的约束条件等。
1. 数学模型的建立2. 优化计算方法建立数学模型后,需要采用相应的优化计算方法进行计算。
常见的优化计算方法包括动态规划、遗传算法、模拟退火算法等。
这些方法可以在考虑各种约束条件的前提下,对梯级水电站群进行联合优化调度,得出最优的调度方案。
梯级水电站群短期联合优化调度研究
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关键 词 : 级 水 库 群 ; 梯 优化 调 度 : 传 算 法 ; t b 具 箱 遗 Maa l
中 图分 类号 : V 3 T 77 文献标识码 : A 文章 编 号 :6 2 9 0 (0 )5 0 8 - 3 17 — 9 0 2 1 0 — 0 0 0 1
摘 要 : 传 算 法 是一 种 简单 、 用 的搜 索 方法 , 常 用 于解 决非 线 性 复杂 的 问题 。水 库 群 的 最 优 调度 问题 , 是 利 用 搜 索 算 法根 遗 适 经 就
据 水 库 群 进 出 水 和综 合 利 用情 况 , 水 电 站 水 库看 作 一 个 系 统 , 系统 的各 元 素 , 入 / 出参 数 等 简 化 和 假 设 后 建 立 简 化 通 用 的 把 把 输 输
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水科学与工程技术
2 1 年第 5 01 期
水电站
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梯 级水 电站群 短期联 合优化调 度研 究
王 鹏 飞 王 玉 庆 刘 峰 , ,
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S o t tr p i ie c e u i g Co bn d o s a e Hy r p we o p h r - e m O tm z d S h d l m i e fCa c d d o o r Gr u n
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梯级水电站水库联合调度运行分析及控制措施
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梯级水电站水库联合调度运行分析及控制措施结合两个水电站的“首尾相连”运行特征,本研究提供了两个水库合作调度模型和下游发电厂水库的理想控制水平以及两个水库合作的极端运行风险,分析了控制措施。
两级水库的实际运行提取了两水库联合作业的关键技术。
同时,可以看到本文概述的相关技术措施是切实可行的,符合水库的运行规则和水库的安全要求。
本文分析的两级水库联合运行技术也可作为同类型水库发电厂实际应用的参考。
标签:管控方案运行特征运行规律在“首尾相连”盆地级联储层系统中,两个储层之间基本上没有滞后,并且液压连接非常紧密。
与传统的梯级水库系统相比,这种梯级水库系统的调节操作有很大的不同。
本文以某大型水电厂的下游两级水库系统为例,分析了这种梯级水库的联合运行特征和异常情况下的运行风险,并提出了在各种运行条件下均能运行的关键技术。
一、两级油藏系统及联合作业模型1.1 水库系统特征上游电厂利用305m双曲拱坝挡水发电,水库的调节容量为100亿立方米。
下游发电厂在上游发电厂的坝址附近建造了一个河闸坝,该坝阻挡了上游水以形成水库。
主流水道沿一条16.67公里长的过渡隧道切开,以实现约310m的水力。
两个水库都是“首尾相连”的,并且在水库之间没有分支流入,因此可以忽略水库之间的水流和水流的延迟。
此外,为减少对生态环境的影响,下游发电厂必须排放指定流域的生态流量。
1.2 流域水库合作模型梯级水库系统采用中长期优化与短期优化相结合的运行模式,中长期优化基于分水岭出水量预报,重点是库容水库运行规划。
目的是为流域制定中长期最佳调度计划,并在监管能力差的水库中维持高水位运行。
短期优化基于中长期优化结果,在满足电网安全和稳定运行要求的前提下,在最大限度地减少弃水,提高水资源利用率,在提高分水岭发电效率的前提下,采用级联的最后阶段,并考虑级联水库运行的安全性。
该模型考虑了梯级发电厂的水头的差异,主要限制因素是:(1)设备运行限制,例如设备的最大和最小输出,对非运行区域的限制等。
梯级水电站联合优化发电调度
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h d o lc rcg n r t r h t s s u id wih r s r o re e g a e n t e l e rf u l o tr b d e . n w y r ee t i e e a o s t a t d e t e e v i n r y b s d o h i a o rfo rwa e o is A e i n c n e tt e p i eo y r h n see t ii e e a i n r s r or e e g y u is o t r b d e s p e e td o c p —h rc fh d o p a t lc rct g n r t e e v i n r y b nt f wa e o is i r s n e y o
力 市 场 机 制 下 分 时 上 网 电 价 的 影 响 因素 考 虑 在 内 。该 模 型 能 较 为 客 观 地 反 映 梯 级 水 电 站运 行情 况 , 给 系 统 能
调度 员 做 出 最 佳 调 度 决 度 准 则 具 有 可 行 性 和适 用 性 。 关 键 词 : 级 水 电 站 ; 库 能 ; 合 发 电调 度 ; 化 计 算 梯 水 联 优 中图分类号 : TM7 2 3 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :10 — 9 0 2 1 ) 40 1一 8 0 38 3 (0 0 0 — 0 1O
W U i~ a g.LIY i Jek n ng
( h olofEl c rc lEn ne rn Sc o e t ia gi e i g,Gu ng n v r iy,Na a xiU i e st nni 3 0 ng 5 00 4,Chi a) n
Ab ta t:The d t r i ton ofm od lofe e t i n r y p o c i n s he i g optm ia i a c d d hy o — src e e m na i e l c rc e e g r du to c duln i z ton ofc s a e dr e l c rcpl t a e y i p t ntr l n op r ton oft ntr lc rc ne w o k. ne m e ho orunie e ti an s plys a v r m ora o e i e a i he e ie e e t i t r A w t d f td p ow e n r ton optm a c du i fc s a d hy o lc rc p a t s pr s nt d ba e n hene prncpl f rge e a i i ls he lng o a c de dr ee t i l n si e e e s d o t w i i e o s h dul ce i whih gi spr iy t ng c ve ort O powe e r in or t gh s ie ofhyd o l n se e t iiy ge e a in r g ne ato f he hi e t prc r p a t lc rct n r to r e v i ne gy by u t a e dis i hi p pe .A od li p e e e o lc rc e r r du ton o es r o re r nisofw t rbo e n t s a r m e s r s nt d f r e e t i ne gy p o c i f
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水电站群联合优化调度系统
技术简介
1.技术原理
用数学模型及方法解决水电站群优化调度应用问题,从科学问题出发,在技术系统的支撑下展开研究。
对流域实测径流资料进行水文分析,对各电站基本参数进行拟合及整理;建立流域水电站群梯级优化调度模型,分析水电站群发电优化调度结果及进行调度规则研究,开发流域水电站群联合优化调度系统。
2.技术特点
首次在水库调度系统中引入大规模非线性优化求解软件GAMS,首次提出基于可行空间搜索的改进遗传算法;不仅在算法上解决了水库群优化调度“高维”问题,还开发了水库任意选择、灵活组合的复杂水电站群梯级联合优化调度系统。
3.解决的具体问题
①以梯级水库群发电优化为主建立多目标数学模型,在兼顾多方利益条件下实现整体发电效益最大化。
②开发“基于可行空间搜寻遗传算法”,实现对传统遗传算法的改进和创新。
③采用“基于GAMS非线性规划法”,首次将GAMS软件应用于求解梯级水库群优化调度模型,实现了梯级水库群的多目标寻优。
④实现了调度系统中水库的勾选,有效解决了水电站群水量利用效益最大化和流域不同投资主体水电站效益最大化的矛盾。
⑤软件系统开发了常规、优化调度6个核心算法,提供多种调度依据。
技术指标
(1)以水库群发电量最大为主构建多目标决策数学模型。
(2)将GAMS软件首次应用于求解梯级水库群优化调度模型,应用可行空间搜索技术对遗传算法进行改进,有效解决梯级水库群的多目标求解问题。
(3)技术研究算法和系统软件开发分别在相关查新机构进行科技成果查新3次。
(4)研发了基于非线性模型算法的水库群优化调度系统,取得计算机软件著作权3项。
(5)在重点期刊发表论文5篇,相关专利申请4项。
(6)经鉴定会专家鉴定,项目创新性突出,研究成果整体达到国际先进水平,其中,基于可行空间的优化搜索技术国际领先。
(7)该系统技术可平均提高流域水电站群总发电量2%~20%,对流域集控中心和各电站而言增加发电收益,对于电网公司可减少购电成本。
技术持有单位介绍
中国水利水电科学研究院隶属中华人民共和国水利部,是从事水利水电科学研究的公益性研究机构。
历经50余年的发展,已建设成为学科门类齐全、人才优势明显的国家级综合性水利水电科学研究和技术开发的中心。
主要研究领域覆盖了水文学与水资源、水环境与生态、防洪抗旱与减灾、水土保持与江湖治理、农村与牧区水利、水利史、水力学、岩土工程、水工结构与材料、工程抗震、机电、自动化、工程监测与检测、风能等可再生能源、信息化技术等多个学科方向。
多年来,主持承担了一大批国家级重大科技攻关项目和省部级重点科研项目,承担了国内几乎所有重大水利水电工程关键技术问题的研究任务,取得了一大批原创性、突破性科研成果。
应用范围及前景
流域水电站群联合优化调度系统适用于流域水电站调度与管理,可广泛应用于电网公司、流域集控中心等,可提高全流域水库群综合发电效益。
系统的设计和开发基于C/S模式的四层架构体系,数据库平台采用高级应用数据库Oracle或SQL Server,前端开发采用以.net框架为基础,可视化编程语言C#开发的方式,以增强界面的友善性和可操作性,开发和使用成本低,易于推广使用。
目前,该系统已在湖北汉江全流域及其支流安装上线,可平均提高全流域水电站群总发电量2%~20%,系统软件开发所采用的优化算法,为国内外其他流域的复杂水电站群优化调度研究提供了新的理论依据,其理论向实践的转化经验,可为其他流域水电站群联合优化调度系统开发建设广泛借鉴。