三峽梯級(jí)水電系統(tǒng)多地區(qū)輸電短期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模型及算法

筆者依據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)資料的記載,對(duì)梯級(jí)水電廠群短期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則進(jìn)行分析,希望可以在日后提升水電廠群運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的過程中,起到一定促進(jìn)性作用,最終在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中,做出一定貢獻(xiàn)。

提出一種求解梯級(jí)水電系統(tǒng)短期發(fā)電計(jì)劃問題的新方法——混沌雜交進(jìn)化算法(chea)。該算法將混沌序列與進(jìn)化算法有機(jī)結(jié)合在一起,同時(shí)采用浮點(diǎn)數(shù)編碼并構(gòu)造一種新的自適應(yīng)誤差反向傳播變異算子,從而有效抑制了進(jìn)化算法的“早熟”現(xiàn)象和收斂速度慢等缺陷。仿真計(jì)算結(jié)果表明,該方法可以求解具有復(fù)雜約束條件的非線性優(yōu)化問題,算法求解精度高、收斂速度快,從而為水電系統(tǒng)的短期發(fā)電計(jì)劃問題提供了一種有效的方法

． 6暑-=7大型梯級(jí)水電廠在電力系 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的快速分解協(xié)調(diào)法 ??所7(水利水電科學(xué)研究院自動(dòng)化)一／ 大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論廣泛應(yīng)用于大型復(fù)雜系統(tǒng)的控制與優(yōu)化，在電力系統(tǒng)的短期優(yōu)化， 特別是含有大型梯級(jí)水電廣的短期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行申，有著廣泛的應(yīng)用。但長期以來，系統(tǒng)分解協(xié) 調(diào)方梧均存在收斂速度慢，計(jì)算時(shí)間長的問題，很難適應(yīng)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的發(fā) 展，成為一個(gè)十分突出的實(shí)際問題。． 針對(duì)收斂速度同題，文獻(xiàn)(3)在目標(biāo)函數(shù)中引入了一個(gè)帶有常數(shù)因子的附加項(xiàng)，在適 當(dāng)選擇該常數(shù)因子后，可改善收斂性能。但電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式千變?nèi)f化，常數(shù)因子的選擇 又與系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，因此選擇適當(dāng)?shù)某?shù)因子本身就是一項(xiàng)十分繁重的任務(wù)。 本文首先建立一般梯級(jí)水電廠及火電廠的短期忱化調(diào)度的數(shù)學(xué)摸型，應(yīng)用系統(tǒng)分解協(xié)調(diào) 原理，將一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)優(yōu)化問題，分解為多個(gè)子系

將量子計(jì)算理論引入到蟻群優(yōu)化算法中,形成量子蟻群優(yōu)化算法(qacoa),用于梯級(jí)水電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究中,以系統(tǒng)在調(diào)度期內(nèi)實(shí)發(fā)電能和儲(chǔ)蓄電能最大為準(zhǔn)則構(gòu)造優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。qacoa融入了量子計(jì)算理論的疊加態(tài)和概率表達(dá)特性,以量子態(tài)為基本信息單元,將量子比特的概率幅用于螞蟻位置的編碼,利用量子旋轉(zhuǎn)門實(shí)現(xiàn)蟻群位置的更新,達(dá)到了比常規(guī)蟻群優(yōu)化算法更好的優(yōu)化效果。運(yùn)用qacoa對(duì)梯級(jí)水電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度進(jìn)行仿真,結(jié)果表明qacoa使調(diào)度期內(nèi)實(shí)發(fā)電能和儲(chǔ)蓄電能得到了明顯提高。

首次將量子粒子群優(yōu)化算法用于水電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究中。該算法是量子理論與粒子群算法的融合,在粒子編碼過程中引入了量子的態(tài)矢量表達(dá),并將量子比特的概率幅表示應(yīng)用于粒子的編碼,使得粒子可以表達(dá)為多個(gè)態(tài)的疊加;在粒子更新操作過程中,利用量子邏輯門實(shí)現(xiàn)了粒子的演化,具有比常規(guī)粒子群算法更好的目標(biāo)優(yōu)化性能。仿真結(jié)果證實(shí)該算法可有效解決水電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題。性能對(duì)比顯示,該算法求得的解優(yōu)于常規(guī)粒子群算法及其它優(yōu)化算法所求得的解。

提出一種應(yīng)用搜索法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水電站日經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型和算法。它既可用于實(shí)時(shí)的梯級(jí)水電站發(fā)電控制，又可用于控制梯級(jí)水電站日發(fā)電計(jì)劃。本數(shù)學(xué)模型和算法理論上嚴(yán)謹(jǐn)、計(jì)算時(shí)間比較短，能滿足實(shí)際運(yùn)行的需求，此模型和算法應(yīng)用于東江梯級(jí)電站、仿真計(jì)算的結(jié)果比較滿意。

本文主要研究三峽梯級(jí)水電站與華中、華東和川東電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的短期經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題,利用泛函分析和運(yùn)籌學(xué)相結(jié)合的方法建立了三峽梯級(jí)水電站日負(fù)荷最優(yōu)分配的數(shù)學(xué)模型。本文擴(kuò)充和推廣了hawary和christensen的最小范數(shù)法用來求解這個(gè)具有等式和不等式約束的高維非線性含時(shí)滯的動(dòng)態(tài)最優(yōu)化問題,最優(yōu)策略由一組動(dòng)態(tài)的非線性代數(shù)、微分方程確定。引入適當(dāng)?shù)淖兞坎⑦M(jìn)行適當(dāng)化簡(jiǎn),最終可將三峽梯級(jí)水電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)最小范數(shù)問題,并給出了最優(yōu)解的具體表達(dá)式.用lagrange乘子和kuhn-tucker乘子將約束條件并入目標(biāo)函數(shù)中形成一個(gè)增廣價(jià)格函數(shù)。通過變換可將該無約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為求解非線性代數(shù)方程組的問題。本文選用fletcher-reeves共軛梯度法求解無約束極值問題.在ibm-pc型微機(jī)上進(jìn)行了試算。試算結(jié)果表明用最小范數(shù)法求解三峽梯級(jí)水電站日負(fù)荷最優(yōu)分配問題是完全可行的,梯級(jí)水耗率有明顯下降,能獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

第8卷a輯第3期高校應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)vo1．8set．a(chǎn)no．3 1993年9月appliedmathematicsajournalofchineseuniversitiessep．1993 f(卜z 用最小范數(shù)法解三峽梯級(jí) 水電站短期經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題 段虞榮 ，———-_一 鐘波智7j／ (重慶大學(xué)) 摘要 本文主要研究三峽梯級(jí)水電站與華中、華東和川東電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的短期經(jīng)濟(jì)調(diào)度 問題．利用泛函分析和運(yùn)籌學(xué)相結(jié)合的方法建立j三峽梯級(jí)水電站日負(fù)荷最優(yōu)分 配的數(shù)學(xué)模型．本文擴(kuò)充和推廣1hawary和christensen的最小范數(shù)法用來求解這 個(gè)具有等式和不等式約束的高維非線性含時(shí)滯的動(dòng)態(tài)最優(yōu)化問題．最優(yōu)策略由一 組動(dòng)態(tài)的非線性代數(shù)、微分方程確定．引入適當(dāng)?shù)淖兞坎⑦M(jìn)行適當(dāng)化簡(jiǎn)，

針對(duì)梯級(jí)水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度模型約束條件多、求解復(fù)雜的問題,提出了一種基于遺傳算法的雙層耦聯(lián)求解算法,該算法兼有機(jī)組負(fù)荷分配和機(jī)組組合雙重優(yōu)化的特點(diǎn),可同時(shí)求得廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度模型的全局最優(yōu)解。研制開發(fā)了基于此算法的梯級(jí)水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度程序軟件,并且已應(yīng)用于某流域梯級(jí)水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)際調(diào)度計(jì)算中,取得了較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

以水電站運(yùn)行成本最小為目標(biāo),提出了一種用差分進(jìn)化算法(differentialevolution,de)實(shí)現(xiàn)大型水電站最優(yōu)運(yùn)行的方法。差分進(jìn)化算法是一種基于群體的多目標(biāo)進(jìn)化算法,通過群體內(nèi)個(gè)體間的合作與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的群體智能指導(dǎo)優(yōu)化搜索。將改進(jìn)的方法應(yīng)用于水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,模型考慮了機(jī)組能量特性差異,并能在旋轉(zhuǎn)備用、啟停成本、氣蝕振動(dòng)區(qū)、機(jī)組可用性等約束條件下,制定出電站日內(nèi)96段最優(yōu)運(yùn)行計(jì)劃。計(jì)算表明,該方法避免了動(dòng)態(tài)規(guī)劃等算法處理多約束、大型優(yōu)化問題的困難,同時(shí)提高了進(jìn)化算法的精度。

本文采用網(wǎng)絡(luò)特性的改進(jìn)既約梯度法進(jìn)行水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度計(jì)算，適用于具有梯級(jí)電站或混聯(lián)式水電站群的水電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。該法具有計(jì)算速度快，收斂精度高，占用內(nèi)存少等特點(diǎn)。

如今，廣大民眾對(duì)能源的需求量越來越高，但是我國的能源可用量卻越來越少，在這種情況下，對(duì)水、電能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整是勢(shì)在必行的。其實(shí)，梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度已經(jīng)得到了廣大民眾的普遍關(guān)注．而本研究就將針對(duì)“梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法研究”這一主題進(jìn)行詳細(xì)的闡述，使廣大民眾對(duì)這方面的內(nèi)容有一個(gè)更加全面且深入的了解。

現(xiàn)代水電站的運(yùn)行,不僅要滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行要求,而且還要考慮多個(gè)目標(biāo)之間的協(xié)調(diào),才能使綜合效益最大。文中概述了現(xiàn)代水電站各項(xiàng)指標(biāo)之間的聯(lián)合運(yùn)行,并對(duì)其算法進(jìn)行分類。針對(duì)常規(guī)多目標(biāo)聯(lián)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行給出解決方法,以期達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)相平衡的發(fā)展目標(biāo)。

水力發(fā)電是我國國民經(jīng)濟(jì)在發(fā)展過程中必不可少的重要組成部分,水力發(fā)電不僅會(huì)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定的推動(dòng)和促進(jìn)作用,而且還能夠從根本上為現(xiàn)代人的日常生活提供有效保障。在這一背景下,文章針對(duì)梯級(jí)水電站實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的具體措施進(jìn)行深入分析,為我國水利發(fā)電工程的未來可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

如今，廣大民眾對(duì)能源的需求量越來越高，但是我國的能源可用量卻越來越少，在這種情況下，對(duì)水、電能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整是勢(shì)在必行的。其實(shí)，梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度已經(jīng)得到了廣大民眾的普遍關(guān)注．而本研究就將針對(duì)“梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法研究”這一主題進(jìn)行詳細(xì)的闡述，使廣大民眾對(duì)這方面的內(nèi)容有一個(gè)更加全面且深入的了解。

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，科技大發(fā)展，經(jīng)濟(jì)大發(fā)展。人們的生活越來越舒適、便捷的同時(shí)，隨之而來的一系列問題也十分明顯。環(huán)境的污染、能源的短缺，促進(jìn)了我國水電企業(yè)模型的改革，因?yàn)橹挥懈母锊拍苓m應(yīng)時(shí)代的變化，才能解決日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)。下面，我們將主要分析一下目前我國梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法。

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，科技大發(fā)展，經(jīng)濟(jì)大發(fā)展。人們的生活越來越舒適、便捷的同時(shí)，隨之而來的一系列問題也十分明顯。環(huán)境的污染、能源的短缺，促進(jìn)了我國水電企業(yè)模型的改革，因?yàn)橹挥懈母锊拍苓m應(yīng)時(shí)代的變化，才能解決日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)。下面，我們將主要分析一下目前我國梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型與算法。

水是一種綠色可再生能源，隨著我國電力市場(chǎng)的發(fā)展與完善，水電站的優(yōu)化調(diào)度成為保障電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要技術(shù)工作。梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度控制問題比較復(fù)雜，尤其是二級(jí)以上具有較大調(diào)節(jié)水庫的梯級(jí)水電站的優(yōu)化調(diào)度其難度更大，受到相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文就梯級(jí)水電站實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

水是一種綠色可再生能源，隨著我國電力市場(chǎng)的發(fā)展與完善，水電站的優(yōu)化調(diào)度成為保障電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要技術(shù)工作。梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度控制問題比較復(fù)雜，尤其是二級(jí)以上具有較大調(diào)節(jié)水庫的梯級(jí)水電站的優(yōu)化調(diào)度其難度更大，受到相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文就梯級(jí)水電站實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

該文建立了三個(gè)復(fù)雜的清江流域梯級(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度模型,其中包括了蓄水位約束、用水約束、出力約束,利用poa(逐步逼近法)法解決水電站群的優(yōu)化問題,較大的提高了水庫效益,獲得較為滿意的結(jié)果。

針對(duì)水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中需要考慮的關(guān)鍵問題,建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)該模型的特點(diǎn),提出了一種基于遺傳算法求解的新思路。該算法采用浮點(diǎn)數(shù)編碼技術(shù)和以發(fā)電運(yùn)行總成本倒數(shù)為適應(yīng)度函數(shù),并設(shè)計(jì)了一些啟發(fā)式技術(shù)和遺傳操作算子有效地處理模型中的各種約束條件,使得算法在遺傳操作迭代過程中的所有個(gè)體都是可行解。實(shí)例研究表明,模型合理,算法可行、有效。

研究網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)在水庫群調(diào)度中的應(yīng)用，把多目標(biāo)分層排序網(wǎng)絡(luò)分析模型拓展到多目標(biāo)梯級(jí)水電站調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)分析中，提出梯級(jí)水電站群調(diào)度多目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)分析模型。結(jié)合某流域梯級(jí)水電站群優(yōu)化調(diào)度實(shí)例進(jìn)行模型的應(yīng)用研究，結(jié)果表明，用本文模型構(gòu)造的時(shí)空網(wǎng)絡(luò)圖，結(jié)構(gòu)清晰，直觀形象，算法效率高。