大型水电站厂内经济运行决策支持系统研究与实现

论文摘要

大型水电站厂内经济运行是一类多阶段的复杂非线性优化决策问题,对提高电网电能质量、优化电力资源和提高经济效益有着重大的意义。研究大型水电站厂内经济运行必须在保证电网安全、稳定、优质的前提下,根据电站接收到的负荷要求,合理调度电站机组,制定最优开停机计划,以期获得尽可能大的经济效益。随着电站装机容量和装机台数的不断增加,水电站经济运行的决策问题求解也日益困难,必须探索新的决策理论及其模型求解算法。本文结合三峡水电站经济运行决策支持系统软件的开发,研究了大型水电站厂内经济运行的优化算法,为大型水电站的经济运行问题的解决提供了新的有效途径。本文结合三峡水电站运行的实际工况,建立大型水电站厂内经济运行的数学模型,提出基于优先次序表的逐次逼近动态规划优化算法。本文的基本思想是根据机组最小单位耗水量建立机组开停机优先顺序表,在根据最优运行总表实行逐次逼近动态规划算法确定机组开停机计划阶段时舍弃不符合优先顺序表的机组组合,以有方向的逐次逼近代替盲目迭代,有效降低了维数,显著提高了寻优效率。相比于等微增率、传统动态规划,该算法有效的减少了寻优时间,提高了寻优速度;相比于智能算法,该算法可直接指导电站实际运行,工程实用性较强。在对算法进行理论研究的基础上,本文以三峡水电站为研究对象,阐述了大型水电站厂内经济运行决策支持系统的设计原理及关键技术,并全面论述了实现过程。在考虑机组检修前提下,给定电站的日负荷曲线,采用基于优先次序表的逐次逼近动态规划算法对电站机组进行分配,确定电站的开停机计划,机组组合和机组间的负荷分配,使得耗损最小,从而获得最大经济效益,达到经济运行要求。从实用性和普遍性来分析系统的功能组成,详细分析了空间最优化和时间最优化功能;其次设计了系统的软件架构,由内至外包括数据层、业务层及表示层;在系统详细设计阶段,以数据库为设计起点,阐述了逻辑结构、物理结构设计以及数据结构与程序的关系;接着详细阐述了功能模块设计,表示层的设计;最后对大型水电站厂内经济运行决策支持系统的设计实现进行了总结,并展望了大型梯级水电站经济运行包括厂内与厂间经济运行应用系统的设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及应用进展
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 大型水电站厂内经济运行数学模型描述及算法研究
• 2.1 大型水电站厂内经济运行数学模型描述
• 2.2 大型水电站厂内经济运行约束条件
• 2.3 基于优先次序表的逐次逼近动态规划算法研究
• 3 系统功能分析与软件架构设计
• 3.1 工程概况
• 3.2 系统功能分析
• 3.3 系统软件架构设计
• 3.4 系统开发平台与运行环境
• 4 系统软件设计与实现
• 4.1 数据库设计
• 4.2 系统功能模块设计
• 4.3 系统表示层设计与实现
• 5 工作总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间参与的科研项目
• 附录2 攻读学位期间发表论文