多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。     

黄河上游水库群多目标优化调度研究

为了使黄河上游梯级水库群在丰、平、枯水年的实际调度中最大限度地发挥效益,建立黄河上游水库群的多目标优化调度模型,选择1989—2008年共20 a的实测径流长系列资料,利用改进的快速非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解。从水库发电、运行情况、供水满足度、防凌、生态等方面对模型计算结果进行分析,结果表明:在充分满足防凌和生态前提下,模型优化后的整个梯级水库群总发电量比"实际"发电量提高了2.07%、总缺水率平方和比实际降低了5.98%。     

滨海地区水资源多目标优化调度模型研究

针对滨海地区水资源系统的特点,以加权相对总缺水深度最小和系统供水总成本最小为目标,建立了平原河网、平原水库群和远距离调水工程体系的水资源多目标优化调度模型;利用多目标粒子群算法(MOPSO)求解,提出了各类约束条件的处理方法,并得到非劣解集;采用距理想解欧拉距离最小准则,得到最好权衡两个目标的最佳协调解,并取得相应的调度结果。以江苏沿海为背景开展实证研究,验证了所建模型和求解方法的有效性。     

基于NSGA-Ⅱ的三门峡水库汛期多目标优化调度

结合三门峡水库汛期减淤、发电需求的特点,建立了三门峡水库汛期多目标优化调度模型。利用Matlab2009a遗传算法工具箱编制计算程序,将NSGA-Ⅱ算法应用于三门峡水库汛期优化调度模型求解,得到了一系列Pareto最优解,选择较优方案与实际值比较表明,用最优化算法能取得较满意的调度效果,既满足了排沙减淤的需要,又可取得较大的发电量。     

水库水沙联合调度多目标决策模型

针对水库运用过程中蓄水与排沙之间的矛盾，本文首先建立了水库防洪、发电及航运调度子模型；然后，以水库防洪、发电及航运效益为基本目标，应用多目标决策方法，建立了水沙联合调度多目标决策模型；为减少水沙联合调度计算的工作量和难度，以子模型计算结果为基础，建立水库运行参数与目标之间的函数关系，将各目标有机地联系在一起，据此合理进行水沙联合调度；最后，将该模型应用到三峡水库汛末蓄水的研究中，得到一个兼顾各目标要求的蓄水方案。     

不同多目标遗传算法在水闸泵站优化调度应用的对比研究

多目标遗传算法因其高效率和快速收敛而被广泛用于水利工程调度优化。不同的算法具有不同的特点,表现性能不一,寻找一种合适的算法用于水利工程优化是非常重要的。研究选择了三种有代表性的多目标遗传算法,即NSGA-Ⅱ、NSGA-Ⅲ和RVEA,建立了水闸泵站调度多目标优化模型,进行了数值实验来评估这三种算法的表现。根据综合评价,NSGA-Ⅲ更适合于三目标的水闸泵站优化调度。     

石佛寺水库多目标调度研究

文章分析了辽河石佛寺水库在实施蓄水试验应急防护工程及生态建设荷花种植工程后,分析了调度运用目标的多重性,指出了水库除实施常规调度外,还要考虑满足水生生物生长、净化水质、下泄合理的生态流量及减少泥沙淤积等方面需要,实施多目标调度,给出了水库低水位蓄水后的调度建议.     

面向水生态的多目标水库工程规模论证

为了合理确定面向水生态的多目标水库工程规模,以汉江流域月河支流拟建的恒河水库为案例,提出规划水库工程规模论证流程框架与技术方法。通过构建生态流量分期理论隶属度函数,利用随机流量历时曲线法(SFDC)推求月河分期生态流量过程;建立兼顾生态、供水和发电的多目标协同调度模型,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解模型,模型揭示了各工程规模设计方案下用水利益主体间生态效益、供水效益及发电效益的博弈关系。根据3种效益偏好决策情景优选了多目标Pareto最优解,并在遵从生态偏好、考虑综合效益及工程经济性等因素的基础上,确定了恒河水库工程规模。研究成果丰富了水库生态调度的理论与方法,并可为水库设计及规划决策提供技术支撑。     

灌区多目标供水优化调度模型及其求解

针对灌区水资源供需矛盾十分突出的问题，以云南曲靖灌区为研究对象，应用大系统分解协调原理，建立了两层递阶水资源优化调度模型，并采用模拟技术与优化技术相结合的途径，进行优化模型的求解，给出了优化决策算法的程序框图，合理解决了多水源、多目标、多用户、多保证率的供水调度问题。研究结果可为同类灌区水资源调度运行提供依据。     

水库多目标优化调度技术比较研究

多目标智能优化算法种类繁多,不断涌现,在水库优化调度中得到了广泛应用,但多目标智能优化技术仍然是目前水库群综合利用优化调度研究中的热点和难点之一。已有的研究算法大多是关于水库优化调度中适用性的应用研究,且实际问题简化多,在算法算子的选择、算法性能的探讨和比较、特别是多目标优化等方面还不够深入。为此,选择应用较为广泛的NSGA-Ⅱ和DEMO算法,从变量规模、约束处理技术等方面,对其在水库多目标优化调度中的应用效果进行初步分析、比较和评估,为水库多目标优化调度算法的选择提供了参考。     

Reservoir system management and environmental flows

Considerable attention has been paid to the downstream effects of reservoirs on the ecology of rivers, streams and wetlands. However, most reservoirs were constructed well before ecological concerns became prominent. Little attention has been given to the question of what extent existing structures and management systems can accommodate changes. The paper discusses this matter and a range of associated issues. It is concluded that many problems can be rectified by structural means but that such rectification will be very expensive. While based primarily on Australian systems, the conclusions and examination are considered to be globally applicable.     

水利水电工程环境管理与监测计划探讨

本文论述了水利水电工程环境影响的特点，强调了水利水电工程建设与运行过程中环境管理与监测的重要性，指出了水利水电工程环境影响评价所拟环境管理与监测计划中应重视环境管理和监测的对象、环境保护对策措施的针对性、经济性和技术可行性、环境管理与监测计划的可操作性、环境管理与监测活动的组织与实施等问题。最后，以某水利水电工程为例，介绍了环境管理与监测计划的轮廓、拟订方法和主要内容。     

Using an economic framework to inform management of environmental entitlements

There is much in the scientific literature dealing with methods to determine environmental water requirements in streams. However, most of these methods are suited to long‐term water resource planning and setting regulatory targets. In Australia, the environment is now recognized as a legitimate user of water with its own water entitlement. With this in mind, and in the context of a water market, transparent decisions need to be made as to how best to utilize environmental water reserves on yearly, monthly or even daily basis. Environmental water managers must identify priority flow components and environmental assets. This will call for information on environmental water requirements to be presented in a manner that informs operational decisions. This paper proposes that describing environmental requirements as a function relating to different flow levels, a relationship named here as an environmental response curve, is an important first step in making transparent decisions to achieve the best outcome from limited environmental entitlements. The environmental response curves allow the marginal benefit of water (or value of each additional ML) to the environment to be understood. This allows environmental recommendations to be more readily translated into operational rules. This is not a new environmental flows methodology. The contribution of this paper is representing existing data to allow operational decisions. This paper provides a possible way forward in representing environmental demands for operation of environmental water and highlights areas where our current knowledge falls short. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

微网技术应用与分析

微网（microgrid）技术可以有效整合新能源及可再生能源发电———分布式发电的优势,同时为新能源及可再生能源并网发电规模化应用提供了新的技术途径。微网不仅能够有效提高能源的梯级综合利用效率,而且可作为主电网的有效互补电网,提高供电可靠性和电能质量,是国内外电气工程研究领域的最新前沿课题之一。文中对微网的概念、基本结构及其工作原理进行了详细阐述,并分析了微网的基本运行方式和控制策略。同时对国外不同特点的典型微网示范工程及实验测试系统进行了分析。最后,详细阐述了中国微网技术研究现状与动态,结合中国实际情况论述了中国特色微网的建设,给出了微网技术中有待研究的重要课题。     

提升风电场响应效能的混合储能最优经济配置

在风力发电补贴越来越低,未来更可能取消补贴且电力市场辅助服务越来越完善的情况下,提出了一种以风电场AGC辅助服务性能与整体收益为目标的混合储能系统配置方法。首先,基于华北地区的两个细则,分析了AGC辅助服务的考核指标。然后,采用充放电次数限制少、充放电功率高的全钒液电池与成本低廉、容量较大的铅酸电池组成的混合储能系统,提出基于AGC服务性能指标和发电量有效上网率的响应效能指标,更好的反映加入储能系统的效果,并制定了储能系统充放电响应及SOC状态强制回归策略。基于计算效率高、全局收敛性能好的混沌蚁群算法,通过建立储能系统的成本子模型、风电场AGC服务收益及增加有效上网电量收益子模型,构建了以日收益最大为目标的优化配置模型。最后,通过计算某风电场储能系统的最优经济配置,分析了加入储能前后的响应效能与收益。结果表明:最优经济配置方法合理有效,加入储能系统后提升风电场约30%的综合性能收益。研究成果对未来风电场合理配置混合储能系统具有较大参考价值。     

《可再生能源法》与水能资源管理

《可再生能源法》确定了水能的独立能源和可再生能源的法律地位。当前水能资源管理严重滞后的现状，要求切实加强管理工作，一方面满足我国能源开发和能源供应的战略需要，一方面维护河流健康生命和永续利用,水能实现着水量的天然配置，是河流生命的动力，长期的管理缺位影响了水能资源的科学管理和有序利用。《可再生能源法》明确了水能资源的管理体制与部门职责分工，是今后加强水能资源管理的又一部重要的涉水法律。     

水利水电工程重大变更环境影响管理有关问题探讨

通过对水利水电工程变更的原因、重大变更及其环境影响管理等内容进行系统梳理,比较水利、水电工程中重大变更内容,提出根据水利水电工程变更的环境影响需要,应尽快制定水利水电工程重大变更环境影响管理的具体技术指标,建立重大变更环境管理制度,完善水利水电工程环境保护管理制度。     

灰绿耦合雨洪系统多目标优化建模与应用

以中山市某开发区为例,以灰绿基础设施总成本、径流系数和节点总溢流量为目标函数,以子汇水区内涝风险等级作为罚函数构建灰绿耦合排水系统多目标优化模型,基于NSGA-Ⅱ算法,编写SWMM接口程序,调用SWMM进行雨洪模型计算及方案寻优,对24h设计暴雨条件下的灰色调蓄设施和绿色LID设施的规模进行多目标优化设计及综合评估。结果表明:绿色LID设施径流系数和节点总溢流量削减量均随其成本的增加呈近似线性下降的趋势,并随重现期增加而加快;灰色调蓄设施容积与节点总溢流量曲线存在明显拐点,拐点后规模增大的边际效益趋0;提出的灰绿耦合基础设施优化模型及求解程序对初始种群设置技术要求低,且能稳定收敛,可为城市雨洪管理方案的制定提供支持和依据。