机组启停导致损水的最优策略研究

在水电站制定厂内机组最优负荷分配时一般都假设水电站的水头是不变的.然而,实际运行中,由于机组耗水等各种原因都会导致水头产生比较大的变化,这就要求优化分配原则要能满足水头变化的要求.利用网络图权值法和动态规划法,对这种情况进行分析研究.最后得出两种最优负荷分配的方法并给出了这两种方法的优缺点对比讨论,具有一定的普遍意义.     

复杂引水系统电站机组工况优化决策模型

提出了复杂引水系统电站机组工况优化决策模型、决策过程及计算方法，证明了该类型水电站机组负荷分配所利用的原始资料是以机组段水头为参数的动力特性曲线，对选择最优的工作机组组合、最优地分配负荷、提高经济效益等都具有重要实际意义。     

一洞多机引水式水电站短期负荷分配方法

我国许多大型水电站采用一洞多机长距离引水发电模式,短期负荷分配面临机组间水力相互干扰、水头计算困难等问题,建模及求解极其困难。考虑到一洞多机式电站机组间水力联系复杂,采用两阶段建模求解：第一阶段建立考虑持续时段约束的水电机组开停机优化模型,结合启发式搜索策略和逐步优化算法确定开机隧洞及最优开停机组合方式;第二阶段建立以电定水准则的负荷分配模型,采用动态规划方法进行给定开停机方式下机组间的负荷最优分配。以红水河某水电站枯水期不同负荷率典型日分配为例,结果表明所提方法具有较强的实用性,可满足实际运行要求。     

动态振动区条件下机组负荷指令分配方法研究

机组穿越振动区运行是水电站自动发电控制AGC（Automatic Generation Contr01）所要求的一项重要功能。针对云南龙江水电站机组振动区修改为随水头变化的动态振动区的情况,设计了AGC负荷指令的分配方法及机组投入AGC情况下穿越振动区的解决方案。通过插值计算方法得到当前水头条件下各台机组的振动区范围,结合各机组AGC投入／退出（成缈单机）组合及当前水头情况下的振动区限和保留出力等测算出可调节区间,再利用修正的等容量负荷分配方法正确实现负荷指令的分配。通过对龙江电站机组的厂内方式闭环测试及调度方式闭环测试,证明了所研究的负荷指令分配方法对动态振动区的机组分配效果较好且稳定可靠。     

多振动区水电站短期调峰负荷分配方法

高水头水电站机组存在与水头相关的多个不规则振动区,当参与系统调峰时,随着水头和机组组合的变化,电站要避开动态的多个振动区运行,极大地增加了调峰计划制定的难度和复杂性。针对高水头多振动区水电站调峰负荷分配问题开展研究,提出一种实用的求解方法。首先利用数学组合和集合运算理论确定组合机组振动区,然后采用耦合启发式的约束处理策略与逐次负荷分配方法进行模型求解。南方电网实际应用的算例表明,所提方法能够有效避开振动区,并能满足电站运行其它复杂约束,是一种求解高水头多振动区水电站调峰问题的可行方法。     

考虑机组穿越振动区风险的水电站AGC日前经济负荷分配策略研究EI北大核心CSCD

为协调水电站AGC负荷分配"安全、实时、经济"复杂关系及最大化提升水电站AGC机组联合避振能力,系统地提出一种考虑机组跨越振动区风险的水电站AGC日前经济负荷分配策略。综合考虑机组最大最小技术出力、汽蚀振动区、水头影响出力受阻等复杂约束,首先基于机组可运行区、机组可运行区间数、组合可运行区、组合可运行区间数等相关概念,提出了一种考虑负荷分布特性的机组穿越振动区风险评估方法。其次,针对水电站AGC日前负荷分配问题,结合水电站AGC机组关于穿越振动区的安全性需求,构建了基于穿越振动区风险控制的经济负荷分配模型。最后运用双层动态规划方法对模型进行求解。仿真结果表明,较传统方法而言,文中策略可有效减少机组穿越振动区次数,具备良好的机组穿越振动区风险控制能力,满足工程实际需求,具有广泛实用性。     

考虑机组穿越振动区风险的水电站AGC日前经济负荷分配策略研究

为协调水电站AGC负荷分配"安全、实时、经济"复杂关系及最大化提升水电站AGC机组联合避振能力,系统地提出一种考虑机组跨越振动区风险的水电站AGC日前经济负荷分配策略。综合考虑机组最大最小技术出力、汽蚀振动区、水头影响出力受阻等复杂约束,首先基于机组可运行区、机组可运行区间数、组合可运行区、组合可运行区间数等相关概念,提出了一种考虑负荷分布特性的机组穿越振动区风险评估方法。其次,针对水电站AGC日前负荷分配问题,结合水电站AGC机组关于穿越振动区的安全性需求,构建了基于穿越振动区风险控制的经济负荷分配模型。最后运用双层动态规划方法对模型进行求解。仿真结果表明,较传统方法而言,文中策略可有效减少机组穿越振动区次数,具备良好的机组穿越振动区风险控制能力,满足工程实际需求,具有广泛实用性。     

求解水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型

考虑水电调度复杂非线性关系,提出水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划(MINLP)模型。采用多项式拟合技术处理MINLP模型中的水位、库容、流量、出力等多变量耦合函数关系,分析确定了适合的多项式阶数和描述方式,构建了水位与库容、尾水位与出库流量的一元四次多项式,提出表征机组出力的水头和发电流量二元二次拟合方法,得到了水头—流量—出力关系三维拟合曲面,可以满足变化水头下机组出力的精细化计算要求。最后,采用成熟的MINLP求解器实现高效计算。提出的模型通过溪洛渡18台机组日负荷分配问题得到验证,从模型应用复杂度和结果精度两方面与经典混合整数线性规划(MILP)模型进行比较,表明MINLP模型应用便捷且精度较高,与实际耗水量的误差较MILP模型减少91%,更能反映水电站实际情况。     

水电厂经济运行的优先表动态规划方法

基于常规动态规划方法，将负荷最优分配与开停机组合寻优过程同时在线计算，机组组合方案按参与运行的机组台数递增选取，最优负荷分配亦随机组台数递推，排除不符合日发电计划中负荷要求的机组组合，以流量最小为优先原则，存储有限项可行组合，减少中间数据存储，降低寻优维数，缩短计算时间，适合机组特性数据经常变化的要求。对12台机组的实例计算表明，合理选择有限项的个数，可较快地解算出最优开停机计划。     

万家寨水电站经济运行研究

由于自然及人为因素的影响，黄河上游近年来水量呈逐年减少的趋势，为满足万家寨水电站提高经济效益增强竞争力的需要，万家寨水电站实行水电站经济运行很有必要。经济运行可以充分利用有限水量降低单位功率耗水量。本文应用动态规划法对向山西电网供电的1到3号机组的经济运行进行了分析，根据机组运行区域即稳定运行区、过渡运行区和禁止运行区，引入惩罚流量来避开振动运行区，达到经济运行的目的。文中对50m、68m和80m三种水头下负荷最优分配作了详细分析。     

石泉水电站优化调度模式的探索

为充分发挥石泉水电站的发电效益,提高水能利用率,石泉水电站采取洪前腾库迎峰减少弃水,抬高水库运行水头,洪尾实施汛限水位动态控制,机组运行优化和梯级洪水联合调度等优化措施,充分挖掘了电站的发电潜力,获得了可观的增发电量,2012-2013年共计12场洪水采用了优化调度模式,洪水期累计增发电量1.71×10~8 kWh,证明所采取的措施有效。     

含风电和径流式小水电的多目标环境经济调度

构建了含风电和径流式小水电机组的多目标环境经济调度模型.为应对风电和径流式小水电机组的不确定性,采用概率密度函数对风速和河流流量进行模拟,利用蒙特卡洛法模拟得到风电和径流式小水电机组的功率分布,并计及可再生能源预测功率的低估和高估带来的惩罚成本与储备成本.该模型能兼顾燃料费用目标及污染排放目标,并考虑安全约束、禁止运行区等约束条件.为获取最优调度方案集,提出一种非支配排序改进多目标教学优化算法,并将其与不可行解约束处理技术相结合,实现模型的有效求解.算例仿真结果验证了所提调度模型的合理性以及求解算法的有效性.     

跨区域水电站群优化调度初步研究

研究了中国水电站的分布及其水文、水电调节特性,对西南地区的部分大型水电站群和华中地区的部分大型水电站群之间的联合优化调度建立了调度模型,将跨区域的水电站群调度问题分解为小规模的问题求解,然后借助水库调度知识经验,进行总体协调.分析结果表明,开展水电优化调度工作,不仅可以增加水电发电量,而且可以提高整个水电站群的保证出力,对落实国家"西电东送"战略、优化资源配置、实现可持续发展具有重要的意义.     

计及电压风险感知的交直流配电网优化调度

为有效适应交直流配电网分布式光伏和负荷不确定性波动带来的电压安全问题,提出一种计及交直流配电网电压风险感知的优化调度方案,该调度方案包含日前和日内两阶段.日前决策调度以经济性为目标制定运行计划.日内风险调度考虑分布式光伏和负荷超短期波动特性.基于超短期预测概率信息,使用结合Nataf变换的随机响应面法进行概率潮流计算,并根据概率潮流结果建立电压风险感知体系.日内以配电网电压安全运行风险最小为目标,调整日前调度方案中部分灵活迅速调控设备的运行计划.最后,通过交直流配电网混合整数二阶锥模型对调度计划进行求解,并通过算例验证了所提方案的有效性.     

Cost assessment of efficiency losses in hydroelectric plants

Some important real-time tasks of the independent system operator (ISO) are the monitoring and control of power system events (load deviations and contingencies). These events are usually managed by the ISO using operating reserve ancillary services. These services represent an additional capacity (MW) available in generators and some interruptible loads. Generators must change their operating points in order that this capacity can remain available. These changes might lead to efficiency losses in energy production. In systems with a high percentage of hydroelectric production, hydroelectric plants need to know the impact of ancillary services on their profits. This work therefore analyzes the cost of efficiency losses due to operating reserve availability in hydroelectric generators. A method to calculate this cost component is proposed using a unit commitment dispatch for a single hydroelectric plant. This dispatch is performed without considering the operating reserve availability and is compared with the traditional dispatch, which takes into account the availability of operating reserve. The proposal is used to calculate the cost of efficiency losses on a Brazilian hydroelectric generator. We found that the cost of efficiency losses can be considerable when compared to the incomes of a hydroelectric plant in the short-term market.     

基于禁忌搜索算法的微电网源/荷安全经济调度

合理求解微电源/荷协调调度方案是微电网安全经济运行的理论依据。在分析各分布式电源发电成本和可控负荷特性的基础上,建立两种时域运营成本最低的目标函数。以微电网有功功率平衡、分布式电源出力上下限和爬坡速率以及可控负荷的用电特性为约束,建立微电网源/荷协调安全经济调度数学模型。以优先利用可再生能源和调度成本最低为原则制定优化调度策略。利用禁忌搜索算法求解微电网源/荷调度模型得到微电网源/荷调度方案,并与应用单纯形法的全局最优解结果进行比较。算例分析表明禁忌搜索算法解得的调度方案接近于全局最优解,以日时域24 h为调度周期的调度方案与以单位时域1 h为调度周期的调度方案结果相近。     

基于粒子群算法的火电厂机组负荷优化分配研究

负荷优化分配是火电厂运行优化的一个重要研究领域,在机组之间合理地优化分配负荷能够提高整个火电厂运行的经济性。针对火电厂实际的运行情况,考虑多个实际约束条件,建立了并行火电机组间连续多时段动态负荷优化分配的数学模型;提出运用新近发展起来的智能算法-粒子群算法来解决动态负荷优化分配问题,详细介绍和研究了该算法的基本原理以及在负荷优化分配问题上的实现过程,并针对原算法的不足,对算法进行了改进;根据负荷分配和算法的特性,对初始种群的生成方法进行了改进,同时对约束条件进行了有效处理。仿真实例表明,该方法收敛性好,收敛速度快,能够有效地达到或接近全局最优,从而为火电厂机组负荷优化分配的求解提供了新的有效算法。     

An incremental economic dispatch method for cascaded hydroelectricpower plants

The Bureau of Reclamation has undertaken a program to improve water resource management at its hydroelectric power plants. One feature of the resource optimization program involves the development of economic dispatch methods which will enable plant operators to meet power and water demands while increasing overall operating efficiency. The economic dispatch method described has been designed and simulated using a computer model of the Lower Colorado River Basin's hydraulic and electric power systems. Simulation results demonstrate that the economic dispatch method yields significant efficiency improvements with sufficient speed for practical application     

计及可入网电动汽车最优时空分布的双层经济调度模型

为研究大规模电动汽车入网(V2G)对电网的影响,文中以传统计及网络安全约束的机组组合问题为基础,构建了计及V2G的经济调度双层优化数学模型,并充分考虑电动汽车的时空分布特性,将模型解耦为机组最优组合和电动汽车最优充/放电计划两个子模型。分别采用基于牛顿—拉夫逊潮流计算思路的非线性规划方法和粒子群优化算法求解该模型。算例表明,该模型可以同时获取次日机组调度计划和各时段电动汽车最优充放电计划。时间上,实现24时段实时优化控制;空间上,将V2G调度计划细分到各接入节点,对充放电站的规划选址具有指导意义。模型在实现降低发电成本的同时使得配电网网损最小,且削峰填谷作用明显。     

多能源形式下商业区微网的方案设计与调度优化

微网作为智能电网的重要组成部分,其内部接入的能源种类逐渐丰富,使得系统运行状态多样,微网规划设计难度增大。为了分析微网容量配置的合理性,以降低运行成本为调度优化目标,提出了基于深度Q学习方法的多类型能源优化调度方法,进而对不同规划方案下的微网最优运行策略进行了求解,并对不同方案的经济效益进行了比较。最后,对合肥某商业地区的实际算例进行了分析建模,设计了电能替代、水源热泵三联供、综合能源系统3种能源方案,比较了各能源方案下微网建设的经济性,并给出了该地区微网建设规划的方案建议。