金沙江下游梯級水電站精細化調度與決策支持系統(tǒng)集成.pdf

1、隨著我國水電能源的持續(xù)開發(fā)建設，流域水電站群已頗具規(guī)模，西電東送、全國混合電網(wǎng)互聯(lián)和流域水資源統(tǒng)一調度格局初步形成，我國水電事業(yè)已逐步從工程建設階段轉移到運行管理階段。新形勢下，開展梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調度研究，探求水能資源的精細化管理方法，充分挖掘梯級水電站聯(lián)合調度的綜合效益，是實現(xiàn)水能資源高效開發(fā)利用的關鍵。梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調度受水文氣象、水電站安全穩(wěn)定運行控制、區(qū)域綜合用水需求、電網(wǎng)調度等綜合因素影響，且梯級水電站間水力、電力關系

2、密切，水電站的水能—電能轉換關系復雜，是一類多維、非凸的復雜非線性約束優(yōu)化問題，其建模求解一直是水資源管理研究領域的熱點和難點問題。本文圍繞梯級水電站聯(lián)合精細化調度存在的若干關鍵問題，以水電能源學、智能優(yōu)化、系統(tǒng)工程等理論與方法為指導，研究了梯級水電站精細化發(fā)電調度建模理論與方法，取得了一些有意義的理論成果，并將部分成果集成部署為金沙江調控中心的決策支持平臺——“金沙江梯級水調管控一體化平臺”，為金沙江下游梯級水電站開展實際生產調度提供

3、理論依據(jù)和決策支持。論文的主要內容和創(chuàng)新成果如下：
　　（1）為滿足梯級水電站實際生產運行對精細化調度模型的需求，研究工作提出了一種梯級水電站精細化發(fā)電調度建模方法。以金沙江下游梯級水電站為研究對象，運用理論推導和統(tǒng)計分析并用的方法探究了調度模型時間尺度對調度模型準確度的影響規(guī)律，并據(jù)此提出了梯級水電站發(fā)電調度問題的多尺度建模方法，同時，充分考慮水電站水頭、流量和日運行方式等對水電站水電能轉換效率的影響，提出了中長期調度的精細化水

4、能計算方法，進而構建了梯級水電站精細化發(fā)電調度模型。研究結果表明，所建模型能夠較為準確的反映水電站的水電能轉換關系和水電站調蓄過程等實際工況，可為金沙江下游梯級水電站開展優(yōu)化調度提供準確、實用的調度模型。
　?。?）以梯級水電站兩階段優(yōu)化問題的數(shù)學特性分析為切入點，推求了兩階段優(yōu)化問題的單調原理及其存在條件，并據(jù)此提出了基于單調原理的調度方案快速調整策略；同時，提出了一種多種群連續(xù)域蟻群算法，通過引入多種群策略和高斯概率選擇策略，

5、有效提高了算法的搜索性能，并運用提出的正逆序回溯約束處理策略處理模型的復雜耦合約束，結合前述調度方案快速調整策略提高算法的局部搜索能力。模擬結果表明，所提方法收斂速度快、魯棒性強，優(yōu)化結果較目前廣泛應用的求解方法更接近全局最優(yōu)解，是一種高效的梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調度模型求解方法。
　?。?）以金沙江下游梯級水電站枯水期的實際工程調度需求為出發(fā)點，提出了梯級水電站枯水期聯(lián)合調度規(guī)則的制定方法。研究工作分析了金沙江下游枯水期徑流的年際和

6、期內分布特性，并依據(jù)兩階段優(yōu)化問題的單調原理，推求了可確定梯級水電站枯水期消落運行方式的消落判據(jù)，提出了基于消落判據(jù)的梯級水電站枯水期消落準則制定方法，并在綜合分析理論調度規(guī)則和長系列徑流演算成果的基礎上，提煉了金沙江下游梯級水電站枯水期運行方式和消落期聯(lián)合消落準則。模擬結果表明，所制定的準則在枯水期能充分發(fā)揮梯級水電站的補償效益，在消落期能較好的兼顧梯級水電站的水頭效益和水量效益，可為金沙下游梯級水電站枯水期開展實際運行調度提供參考。

7、
　?。?）針對聯(lián)合調度決策支持系統(tǒng)的實際工程需求，提出了梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調度決策支持系統(tǒng)的集成框架，開發(fā)了金沙江梯級水調管控一體化平臺。以研究工作的理論成果為指導，設計了面向對象式梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調度系統(tǒng)類庫，提出了基于“MVVM框架下的表示層—面向服務式松耦合業(yè)務層—面向多源異構數(shù)據(jù)的通用數(shù)據(jù)層”三層模式的應用軟件系統(tǒng)總體設計框架，通過該框架實現(xiàn)了表示層控件的圖庫表聯(lián)動功能，水文預報、優(yōu)化調度等業(yè)務操作的松耦合集成和分布式