福建水库群防洪发电优化调度方法研究

论文摘要

随着社会经济的发展以及国家对水电资源的大规模开发,我国建立了大量的水电站,这些水电站的建立一方面为我国提供了大量清洁的可再生能源,另一方面也改变了河道原有的径流规律,对原有水库的预报调度、方案制作造成了严重的干扰。对于具有防洪、发电等功能的综合型水库,在汛期防洪效益和发电效益之间存在矛盾,充分利用水资源和洪水资源需要可靠的预报方案、高效实用化的防洪调度模型以及短期发电调度方法。针对以上问题,本文以福建电网为背景,研究了梯级中上游水库蓄泄作用对下游水库预报入库造成的影响,并对下游水库的入库预报进行修正；然后,在考虑人工经验的基础上,对综合型水库汛期防洪进行了研究,提出了复杂实用化约束的水库防洪优化调度模型,并采用启发式算法进行求解；最后,建立了水电站群发电量最大模型,采用变时段求解算法,计算结果显示发电效益有明显提高。具体工作如下：(1)针对下游水库入库预报结果受上游水库蓄泄作用影响而出现的精度下降问题,采用流量合成的思想,综合水量平衡原理、退水阶段梯级上游水库逐级蓄满模型及非退水阶段的模糊识别法对下游水库的预报入库进行修正。(2)建立了复杂实用化约束的水库防洪优化调度模型,采用了预报查算区间约束、出库持续小时数约束以及出库峰值打折系数,并且引入启发式信息以提高优化方法的搜索效率,采用POA进行求解,获得了实用化的防洪调度方案。(3)针对水电短期优化调度方法实用化问题,时间耦合约束采用了新的描述方法,构建了具有变尺度约束条件的优化调度模型。提出发电量最大模型的变时段长度优化方法,将多个相邻调度时段组合构造新的电站模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.2 水库防洪优化调度研究进展
• 1.3 水电站群发电优化调度的研究进展
• 1.4 本文的研究内容和技术路线
• 2 考虑梯级蓄泄的水库入库流量预报修正方法
• 2.1 引言
• 2.2 预报入库修正应用的模型
• 2.2.1 基于水量平衡原理的下游水库预报入库修正模型
• 2.2.2 退水阶段梯级水库上游水库逐级蓄满模型
• 2.2.3 非退水阶段的模糊识别法
• 2.3 预报入库修正的求解
• 2.3.1 求解步骤
• 2.3.2 计算流程
• 2.4 实例应用
• 2.4.1 应用背景资料
• 2.4.2 入库预报修正模型应用实例
• 2.4.3 场次洪水预报结果统计
• 2.5 本章小结
• 3 复杂实用化约束的水库防洪优化调度模型
• 3.1 引言
• 3.2 优化调度模型
• 3.2.1 目标函数
• 3.2.2 约束条件
• 3.3 防洪优化模型的求解方法
• 3.3.1 启发式信息
• 3.3.2 初始解的生成
• 3.3.3 约束条件的处理
• 3.3.4 计算流程
• 3.4 实例应用
• 3.4.1 背景介绍
• 3.4.2 实例应用
• 3.5 本章小结
• 4 水电站群发电优化调度的变时段求解算法
• 4.1 引言
• 4.2 数学模型的建立
• 4.2.1 目标函数
• 4.2.2 约束条件
• 4.3 模型的求解
• 4.3.1 变尺度约束条件
• 4.3.2 变时段长电站构造
• 4.3.3 局部搜索算法
• 4.3.4 计算步骤
• 4.4 实例应用
• 4.4.1 背景介绍
• 4.4.2 实例应用
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢