复杂约束下梯级水电站机组尺度负荷逐次降维优化分配

梯级水电站负荷优化分配涉及水位协调型、时段耦合型等复杂约束条件。面向水位协调型约束,界定梯级水电站安全运行的高限水位与低限水位,分析在梯级水电站高水位运行区、经济运行区以及低水位运行区不同组合方式下的电站出力特性;结合时段耦合型约束条件,以厂间-厂内负荷一体化分配为研究目标,提出三层逐次降维策略,将梯级水电站总负荷分配至厂间尺度,利用耦合动态规划算法将梯级水电站厂内负荷分配至机组尺度。实例结果表明,与传统的动态搜索算法相比,所提算法对复杂约束条件表现出良好的适用性,寻优质量得到明显提高。     

动态规划和粒子群算法在水电站厂内经济运行中的应用比较研究

随着电站装机容量和机组台数的不断增加,利用动态规划求解水电站厂内经济运行问题,将面临"维数灾"和实效性问题.近些年,粒子群算法作为一种新型的群体智能优化方法,由于能够弥补动态规划计算时间长、内存占用量大等诸多不足,在水电站厂内经济运行等方面得到了广泛重视.现有文献,大多数从方法的应用角度探讨较多,但从替代动态规划的必然性和潜力方面探讨较少,鲜有实例分析.本文以百万级装机千瓦的乌江渡水电站为实例,深入分析与比较了粒子群算法与动态规划的优劣,认为粒子群算法是代替动态规划、求解装机规模庞大的巨型水电站厂内经济运行的有效方法.     

一种求解机组组合优化问题的降维半解析动态规划方法

提出一种启发式的动态规划改进方法,可以与其他经济调度算法相结合,用以解决多种约束条件下的机组组合优化问题.通过比较各时段负荷及机组参数,剔除各时段下不满足要求的组合状态,从而减少动态规划中的状态点数;根据机组的最小连续运行、停运时间限制,计及机组功率上升、下降速度的约束,剔除了状态点间的无效路径,从而减少了动态规划的路径个数,达到降维的目的;在确定机组启停状态后,再采用解析法进行机组的功率分配,可以大大提高动态规划方法的效率.经算例检验,该算法简单、有效、实用.     

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。     

动态规划及其在电厂经济负荷分配中的应用

本文是笔者参加“陡河电厂单元机组运行监控功能加强”科研课题的一个组成部分,着重讨论了有关并列运行机组间的经济负荷调度问题。 文中概要介绍了动态规划及其在电厂经济负荷分配中的应用,并就能量分配问题,给出了动态规划通用推递算法及其相应的计算机软件,其次,结合陡河电厂在役运行机组间的经济负荷调度,组织了38种组合工况进行分配计算,从对计算结果进行的分析看出这种方法及其计算结果的可信性与实用价值,说明动态规划方法在电厂经济负荷分配中应用的优越性。     

用大系统分解与协调理论研究电力系统的最优机组组合

本文根据大系统分解与协调理论,提出了一个新的求解电力系统最优机组组合的数学模型,并将这个N维混合整数非线性规划模型降维分解成N个一维子模型,从而可用简单实用的一维动态规划法求解子模型。并借助于协调器进行全局协调优化,求出最优机组组合,克服了应用直接动态规划法遇到的“维数灾”。 电力系统实例计算结果表明,在机时、内存和经济效益等方面,本文方法均明显优于直接动态规划法。     

求解大规模机组组合问题的策略迭代近似动态规划

针对动态规划存在的“维数灾”问题,提出了一种求解大规模电力系统机组组合(unit commitment,UC)问题的策略迭代近似动态规划(policy iteration-approximate dynamic programming,PI-ADP)方法。采用策略迭代对动态规划过程中的值函数进行近似,替代了从可行状态中精确计算值函数的过程,避免了“维数灾”的发生。在值函数的近似过程中,利用了实际系统的运行约束有效压缩状态空间,减少可选择的启停动作,进一步降低了计算量。10~1000机96时段系统的计算结果表明,所提方法能在较少时间内获得高质量的解,从而为求解大规模电力系统UC问题提供了参考。     

电力系统中梯级水电站实时优化运行控制新算法

提出一种综合应用搜索法，动态规划法等实现梯级水电站实时优化运行控制的数学模型和算法，该数学模型和算法理论严谨，而且计算时间比较短，同时考虑了厂内经济运行，将负荷直接分配至各电站各台机组，曾将机组模型和算法运用于清江梯级水电站并进行了仿真计算，结果令人满意。现已将此模型和算法实际应用于湖南东江水电厂，取得了良好的经济效益。     

三峡梯级电厂日优化调度

梯级水电厂间的电力联系和水 力联系使得水电厂的短期经济运行非常复杂，其调度方式也灵活多变。文中针对三峡梯级水 电厂的3种可能调度方式，建立日优化运行模型，并用动态规划进行求解。计算结果表明， 动态规划方法对于求解梯级水电调度问题是行之有效的。     

计及弃水风险和机组启停的水电站负荷分配研究

厂内经济运行是提高水电站经济效益的重要途径之一,目前国内外的研究偏向于寻求理论上的最优解,缺乏对弃水风险的考虑,与水电站厂内经济运行实践存在一定的差异。针对上述问题,本文提出以分区间控制水位变幅为约束的厂内经济运行模型,该模型在考虑梯级水电站之间的上下游协调基础上,实现计及弃水风险和机组启停条件下负荷最优分配。该模型应用于乌溪江电厂,求得的最优机组组合能够有效控制风险并降低耗水率,满足厂内经济运行的需求,对水电站厂内负荷优化分配具有一定的指导意义。     

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。     

Application of linear programming redispatch technique to dynamicgeneration allocation

Consideration is given to dispatch problems that involve the allocation of system generation optimally among generating units while tracking a load curve and observing the power rate limits of the units, system spinning reserve requirements, and other security constraints. Two methods are used in the solution of the problem. The first method is a quadratic programming technique combined with a linear programming redispatch technique. The latter utilizes a linear programming formulation of the dynamic dispatch problem about the base case static economic dispatch solution. The second method is based on the Dantzig-Wolfe decomposition technique. Tests and computer results of four systems of different combinations of units and intervals are given to show the advantages of the techniques proposed     

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。     

基于机组综合状态评价策略的大型水电站?精细化日发电计划编制方法

为减小水电站日发电计划与实际运行的偏差,提出一种基于机组综合状态评价策略的大型水电站精细化日发电计划编制方法.依据机组综合运行状态评价策略,确定机组优先开停次序;考虑水量、水库库容、机组运行限制等多重安全生产约束条件,以发电量最大为目标建立大型水电站日发电计划精细化模型,将其分解为机组组合子问题和开机机组最优流量分配子问题;采用原始量子进化算法和实数差分量子进化算法循环嵌套求解,获得水电站精细化日发电计划最优解.将所提算法应用于葛洲坝水电站并与其他求解方法对比,结果表明所提精细化日发电计划编制方法求解精度高,优化效果好     

基于禁忌动态规划的含电动汽车机组组合研究

研究了含电动汽车的机组组合模型,将满足电动汽车充电量需求和时间纳入约束条件,针对传统前向动态规划法求解大规模机组组合问题时的"维数灾"问题,在评估值函数时对访问路径集进行局部存优处理,根据机组单位燃料成本和旋转备用容量裕度确定存优指标,减少了路径评估的计算量。为避免改动后的算法陷入局部极值,通过设置禁忌列表防止重复路径的搜索。还提出一种基于试停优化的压缩状态空间的构造法,缩减了初始状态空间的规模。10—60机组算例仿真比较了考虑爬坡约束和电动汽车接入前后不同算法的计算速度和优化效果,结果验证了所提算法的有效性。     

基于MATLAB工具箱的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。为此,提出一种利用MATLAB曲线拟舍工具箱和优化工具箱进行机组负荷优化分配的方法,利用该方法对机组负荷分配中的线性规划和二次规划进行了比较,同时对通过仿真计算得到的图形和数据进行了对比,直观得出了二次规划比线性规划具有更优的分配结果的结论。该分配方法具有简洁、快速、节能效果好的特点。     

基于螺旋法向逼近遗传算法的水电站动态不确定优化调度研究

针对水电站存在的诸多动态不确定因素,打破传统的动态确定性模型,在分析模糊动力特性、瞬时给定负荷和不确定检修计划三个基本动态不确定因素基础上,建立了水电站优化调度动态不确定模型,采用基于螺旋法向逼近遗传算法(SVQA算法)对其进行求解,编制计算机软件模块,升级了水电站动态不确定优化调度决策系统。实践应用表明,建立的动态不确定优化调度模型更加符合水电站的实际应用,且SVQA算法比动态规划法更加适合于模型的求解,优化性能指标较好。     

一种基于精确模型的水电站弹性水击计算新方法

提出了一种水电站水击计算新方法.该方法既可提高计算精度,又易于建模仿真,并对大波动及小波动计算均可适用.仿真实验结果表明,新方法更准确地反映了水击极值点及整个动态过程,对保证水电站运行的安全性和经济性以及研究机组动态过程具有很高的理论和实际应用价值.