梯级补偿效益分摊的变异系数-Shapley值法

针对流域水能梯级开发中各水电站隶属于不同业主,在梯级水电站补偿效益分摊中既要保证梯级整体效益最大化,又要满足分摊结果公平合理的问题,将变异系数法与Shapley值法相结合,提出多业主梯级水电站补偿效益分摊的变异系数-Shapley值法,并将其应用于汉江中游南河流域梯级中的三级水电站补偿效益分摊实例中。结果表明,该方法不仅考虑了各水电站在参与联合调度时的自身贡献率,同时也兼顾了各水电站自身的装机容量、保证出力、调节库容、多年平均发电量等个体特征,实现了各水电站间补偿效益分摊的公平性与合理性,有利于提高各级水电站参与梯级联合调度的积极性,确保流域梯级联合调度效益最大化。     

基于梯级水电站群联合调度的长江干流“龙头水库”综合效益分析

长江干流十几座在建、拟建的大型水电站将形成世界上最为庞大的梯级水电站群,其联合调度运行对我国能源安全、水资源安全具有重要的战略意义。本文将传统调度图方法和逐步优化数学模型相结合,构思了一种新的梯级水电站群联合调度的控制方式,并结合长江上游"龙头水库"兴建背景下的干流水电站群长系列调度中得到了应用和验证;分析了龙盘"龙头水库"方案对于下游梯级的电力电量补偿效益和对长江干流枯水期的水量补偿效益,通过不同"龙头水库"方案调度结果的敏感性分析揭示了不同调蓄库容对于综合补偿效益的影响规律;揭示了"龙头水库"兴建背景下三峡综合效益的变化规律,并对一般性流域采取"龙头—总控"的梯级水电站群开发模式进行了战略性思考。     

基于数据挖掘的梯级水电站群指令调度优化方法

水电规模急剧扩大和电网调度精细化要求不断提高给水电调度的时效性和结果可用性带来极大挑战。提出一种基于数据挖掘的梯级水电站群指令调度优化方法,采用聚类分析从电站海量日发电数据中提炼出若干关键特性指标并聚类形成调度决策库;以此为基础,采用大系统分解协调方法对不同流域不同电站进行分层求解,并耦合逐步优化算法组合优选水电站群调度出力曲线及其变化幅值,快速得到合理可行的调度决策。澜沧江中下游梯级水电站群实例研究表明,所述方法能够快速获得水电站群发电出力曲线,且符合实际调度要求,是一种切实高效的实用化方法。     

梯级水电站实时发电补偿调度风险分析

在由"龙头"水库与若干日调节或无调节水电站组成的梯级水电中,枯水期末和汛期洪水间隔阶段,"龙头"水库根据下游电站区间来水情况,在正常发电流量外实施小流量泄流补偿,不仅可以提高"龙头"水库的防洪安全性、减少无益弃水,而且可以给下游电站提供更多的发电水量,改善机组的运行效率。文中建立了梯级水电站实时发电补偿调度风险分析模式,提出了梯级水电站实时补偿增益的计算方法、"龙头"水库不同补偿方案下风险的定量化方法以及基于期望增益最大的补偿方案选择方法。实例研究表明所提出的方法是合理、有效的,具有较好的辅助决策价值。     

梯级电站发电效益补偿方式探讨

探讨了梯级水电站的补偿问题,建立了多发电主体下梯级水电站发电效益分配模型。该模型提出以流域总的多发电量为基础,确定梯级各电站对系统的补偿权重,根据补偿权重来对多发电量和多发效益进行重新分配,使得流域不同发电主体的电站将发电目标从价格竞争集中到提高流域总体效益上来,梯级发电效益接近最大化。同时还探讨了对补偿后电站的时数补偿问题,从而使补偿功能更趋合理。     

基于支持向量机的梯级水电站群中长期调度计划制定及评价

针对国内外水电站实际调度水平与优化调度理论间差距普遍较大的现状,基于确定性优化调度成果,运用支持向量机理论建立了水库水电站实际运行的中长期调度计划,以提高水电站实际运行调度水平.结合决策变量与相关因子筛选、训练样本与预测样本划分、模型参数优选等技术处理,将调度计划应用于金沙江-长江中游水电站群中的4座月调节性能以上水电站,预测结果表现出了良好的拟合精度.进一步模拟调度计划,指导梯级水电站群长系列调度运行,结果表明,模拟运行较好地继承了确定性优化调度在发电量、发电保证率及发电过程方面的效益,证实了该方法的可行性和有效性,为梯级水电站群实际优化运行提供了有力的技术支撑和决策支撑.     

离差平方法在梯级水库补偿效益和综合水利工程费用分摊中的应用

水库补偿效益和综合水利工程费用分摊中需要采用综合方法确定分摊比例,常用的综合方法需要借助专家决策确定权重,具有一定的主观性。本文采用离差平方法进行水库补偿效益和综合水利工程费用分摊,减少了单指标方法和部分综合方法的主观性。通过实例分析,该方法是一种简单有效的分摊系数计算方法。     

基于Shapley值抽样估计法的电力用户参与互动效益分摊方法研究

为促进用户与电网实施友好互动,降低能源消费和用电负荷,应研究如何将电网公司的互动效益按一定补贴比例公平地分摊给各参与用户。为解决传统Shapley值法的组合爆炸问题,提出一种基于Shapley值抽样估计法分摊用户互动效益的补偿方法,该方法在满足收支平衡的约束条件下,通过分层随机抽样方法减少样本量；为确定各层样本分配量,综合比较了随机分配法、平均分配法及Neyman最优分配法的优缺点；为解决Neyman最优分配法中参与者各层样本标准差未知的问题,提出一种基于强化学习算法的 ε(t) 迭代估计最优分配方法。算例表明所提出的方法具有Shapley值法的所有特性,能精确地估计Shapley值法的分摊结果,因而能实现公平合理的分配,同时能有效地减少计算时间。     

基于可靠性边际效益的中压配电网项目优选

针对有限投资能力下的中压配电网项目优化决策困难问题,提出了基于可靠性提升效益的实用化项目优选方法。首先,构建了配电网项目的优选框架用于描述优化决策的整体思路;其次,提出了基于影响指标体系的可靠性计算方法,以测算各指标对可靠性提升的边际效益;继而,依据指标边际效益确定指标权重分布,克服指标权重确定主观性强的问题,并结合中压配电网项目与指标的对应关系分析,计算各项目对可靠性的提升效益;最后,综合考虑项目对可靠性的提升效益和项目投资额计算项目综合决策值,并结合总体投资限额确定出优选项目。实例分析结果验证了该方法的有效性和实用性。     

澜沧江上游梯级水电站送出方案的无功配置研究

针对澜沧江上游梯级水电站500kV出线线路总长度较长,充电功率较多,但水电站出线长度普遍较短的情况,提出了3种梯级电站无功配置方案。通过电力系统潮流稳定计算分析软件BPA对3种无功配置方案下水电站附近区域电网电压进行仿真计算,结果表明若仅靠常规的线路高抗配置方案将可能导致系统电压偏高需要水电站进相,若采用短线路过补偿方式则可能引起的工频谐振过电压等问题,难以满足系统调压要求。推荐的无功配置方案考虑在合适的澜沧江梯级水电站母线侧装设500kV高压电抗器,高压电抗配置补偿率合理,能够较为合理地控制系统电压。     

基于遗传算法和数据包络分析法的水火电力系统发电多目标经济调度

为充分提高水电站发电效益及达到节能降耗目的,建立了以梯级水电站发电量最大和火电机组煤耗量最小的水火电力系统短期发电多目标经济调度模型,并利用遗传算法与数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)法求解该模型,并通过惩罚因子法将各约束条件融合到目标函数中,通过设置不同权重系数获得10种调度方案。比较不同调度方案的目标值和DEA评估值,并依据决策者喜好选取最优决策方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法EI北大核心CSCD

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。     

考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。     

汉江上游梯级水电站合约电量确定及分解

根据汉江上游梯级水电站长期发电优化调度计算结果,统计梯级各水电站的发电过程特征,对各电站月发电量进行排频计算,拟定了不同的年度合约电量,通过比较分析,确定取各水电站多年平均发电量的45%作为其各自的年度合约电量较为合适;并依据水电站的月发电量排频结果对年度合约电量进行了年内分解,制定了各水电站的年度合约电量年内分解方案。研究结果可为汉江上游梯级水电站在电力市场下如何运营提供技术支持和决策依据。     

梯级水库群多目标调度增益分配的组合系数法

在当前流域综合开发的背景下,流域内多利益主体间公平、高效、合理的效益分配,是维持梯级水库合作联盟的稳定性和综合发展的可持续性的关键。本文基于水资源多目标开发要求和多利益主体效益分配问题,提出了同时考虑水库贡献度和牺牲度的组合系数增益分配模型,综合水库在发电优化联合调度中的增益贡献度和多目标优化调度中的效益牺牲度,合理进行联盟增量效益分配。应用结果表明：增量效益的分配实质上是对水库贡献的奖励和对牺牲的补偿;贡献度和牺牲度都较高的水库分得更多的增量效益,组合系数分摊法的分配结果公平合理;与基于比例分配法和传统Shapley值分配法的分配结果相比,组合系数的分摊方法更符合当前水资源多目标发展要求。     

城市中低压配电网降损规划决策方法

针对当前城市中低压配电网规划降损措施的选择难题,总结了配电网降损规划方案的关键步骤,建立了配电网降损规划优化决策模型。以降损规划方案全寿命周期内的综合成本、损耗电量引起的直接费用、等效GDP值与其产生碳排放对应的罚金最少作为目标函数,并考虑可靠性和安全性等约束条件,所建立的模型能够对降损措施所涉及的各方面经济效益的目标函数,以电网可靠性及电网运行安全稳定性作为效益进行综合评价。根据降损备选方案的规模不同,提出采用不同方法进行模型求解,对于规模较小的降损备选方案可采用直接比较目标函数的方式,针对规模较大的降损备选方案,采用禁忌搜索方法进行求解以提高计算效率。算例结果表明,所提出的决策方法能够对各规划方案进行优选,具有良好的可操作性和经济性。     

高比例风电并网下基于卡尔多改进的深度调峰机制

针对高比例风电并网下深度调峰中涉及的利益分配问题,在分析资源配置原则与不同类型电源调峰特性的基础上,提出基于卡尔多改进的风火复合系统深度调峰新机制,探讨通过调整参与者利益分配挖掘系统深度调峰潜力的实现方法。以纯凝、热电和风电三类机组为典型代表,分析其机组效益与约束条件表达,并在目标函数中增加补偿与分摊项,由此建立引入卡尔多改进机制的深度调峰数学模型。根据最优化条件和经济学原理,探究该模型中机组效益受补偿与分摊影响的变化规律,揭示卡尔多改进下深度调峰的决策机理。进一步建立了一种方便工程实现的机组补偿费用与分摊费用的分档确定原则,从而克服了求解基于卡尔多改进深度调峰数学模型的困难。算例仿真验证了新机制提高风电消纳的有效性和调整利益分配的合理性。     

促进大规模风电消纳的双层调峰补偿机制研究

针对目前常规机组在风电大规模并网时难以得到合理的调峰补偿、从而影响其调峰积极性的情况,提出了一种基于K-means聚类的促进常规机组参与风电消纳的调峰补偿分摊方法。首先,针对机组数量增多时计算"维数灾"的问题,引入K-means聚类对机组进行分类,分层对调峰补偿进行分摊。其次,针对Shapley值法忽略了不同机组的调峰积极性存在差异的缺点,引入机组调峰能力实现系数α对分摊方法进行修正,将调峰补偿费用按照调峰机组的调峰能力实现情况进行分摊,从而使补偿模型兼具公平性与激励性。最后,结合算例证明了改进后模型对激励更多调峰机组参与调峰辅助服务的有效性。     

梯级水电站群补偿效益求解及分配机制研究

针对梯级水电站群补偿关系难以量化、且尚未形成行之有效的补偿效益分配机制的问题,提出可得到流域梯级任一施益电站补偿效益的求解思路,并基于改进逼近理想解排序法（TOPSIS法）,将传统分配方法纳入综合评价,建立施益、受益电站间补偿效益分配机制。将其应用于乌江干流10级电站补偿效益求解和分配实例中,结果表明：通过本文提出的求解思路可以明确乌江干流5个施益电站与下游电站的补偿关系,计算过程简便,具备较强的理论基础;基于改进TOPSIS法确定的各评价指标权重符合预期,分配结果合理,可为各电站利益博弈提供理论依据,有利于促进梯级合作,实现流域水力发电效益最大化。     

耦合目标接近度和边际分析原理的梯级水电站多目标优化调度方法

梯级水电站群多目标优化调度及决策一直是水电调度的关键问题。该文通过引入目标正负理想点构造相对目标接近度优化模型,以高效处理多目标优化;提出复杂调度约束处理策略,并耦合遗传算法进行模型求解,确定不同目标权重系数的最优解集。以此为基础,提出一种基于经济学边际分析原理的多目标决策方法,引入边际效益和边际成本分别表征调峰和通航目标函数值随权重系数的变化关系。依据经济学利润最大化规律,对权重系数进行边际分析最终确定效益主导区、成本主导区、以及均衡区,给出多目标决策依据。以澜沧江下游梯级水电站为依托工程,开展模型应用测试,所得结果切实可行、能够兼顾多目标需求,同时减少多目标决策传统方法的主观臆断性。