基于谈判博弈的三峡梯级蓄水期多目标调度

汛后蓄水期是三峡梯级防洪向兴利调度转换的重要时间窗口,不合理的蓄水调度将对梯级防洪、发电兴利、生态效益造成不利影响。本文以发电量最大、防洪库容占用比最小以及修正流量偏差最小作为三峡梯级蓄水期调度目标构建优化调度模型,进而引入谈判博弈模型将各个调度目标作为不同谈判主体,通过逐步缩减各调度目标期望效益值进行多轮谈判,最终得到纳什均衡调度方案。实例计算表明,应用谈判博弈模型能够求解得出三峡梯级蓄水期不同调度主体的最优蓄水调度方案,同时该蓄水调度方案也能够达到其他调度主体期望效益值,被其他目标主体所接受。研究成果可为三峡梯级多目标调度决策提供新的思路。

面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度实践——以金沙江下游-三峡梯级水库为例

2011-2023年,金沙江下游-三峡梯级水库共开展了20次面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度试验,在取得良好试验成效的同时积累了大量的经验。为系统梳理多年来的生态调度试验成效及经验,详细介绍了金沙江下游-三峡梯级水库人造洪峰生态调度试验的原理、要点、监测评价方法,回顾了历年调度试验开展情况,总结了调度经验并对未来优化方向进行了展望。结果表明,金下-三峡梯级水库人造洪峰生态调度试验有效促进了长江干流产漂流性卵鱼类产卵繁殖,其中三峡水库促进坝下代表性产漂流性卵鱼类——四大家鱼自然产卵繁殖效果最为显著。截至2023年,长江中游四大家鱼累计总产卵规模达382.5亿粒。在多年生态调度和十年禁渔计划等工作的共同推动下,四大家鱼资源量基本接近20世纪80年代水平。然而,受气候变化、鱼类产卵及发育特性变化、产卵场变化等因素的影响,人造洪峰生态调度试验需要在调度过程优化、调度效果评价、调度效果提升等方面开展针对性地优化调整。相关结果可为变化环境下相似流域开展面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度试验提供参考。

三峡梯级枢纽多目标生态优化调度模型及其求解方法

针对三峡梯级枢纽综合效益的充分发挥及其对长江流域典型生态系统修复及持续改善的科学需求,通过分析发电效益与生态效益之间的制约竞争关系,以发电量最大和生态缺水量最小为目标建立了梯级电站多目标生态优化调度模型,对三峡梯级枢纽多目标生态优化调度进行了研究。同时,针对传统优化方法难以同时处理多个调度目标的固有缺陷,提出一种改进多目标差分进化算法对所构建模型进行高效求解。该方法针对差分进化算法在多目标协同优化和全局寻优能力等方面的不足,依据问题的特点重新设计了差分进化算法的进化算子,同时设计了一种多目标混沌搜索策略以加强算法的局部搜索能力。最后,依据多目标生态优化调度问题的特点设计了一种不需要设置惩罚因子的约束处理方法。通过三峡梯级枢纽多目标生态优化调度的实例应用,验证了本文所构建模型的合理性以及所提出算法的有效性和工程实用性。

金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度补偿效益分析

为探索金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合发电调度补偿效益及补偿规律,分别建立以发电量最大为目标的单库优化调度模型和梯级联合优化调度模型,采用经典动态规划法和笔者提出的多精英向导粒子群算法(Elite-guide particle swarm optimization,EGPSO)算法对两模型进行求解,以计算梯级电站群联合调度电力电量补偿效益。选择1999、1983、1992作为丰、平、枯典型代表年径流数据进行计算,分析结果表明:金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度能显著提高梯级整体发电量,减少弃水,补偿效益显著。梯级联合调度中,金沙江梯级对三峡梯级进行电量补偿,在提高枯期出力和季节性发电量的同时,缓解了汛期集中消落带来的调度风险。

三峡梯级和清江梯级水电站群联合调度研究

为了计算三峡和清江两梯级水库群联合调度的补偿效益,为流域管理模式提供决策依据,本文以发电量最大和保证出力最大为目标,建立了梯级单独调度和系统联合调度二个数学模型。在相同计算条件下,采用一维、二维离散微分动态规划法,以及大系统分解协调法分别进行求解。计算结果表明,系统联合调度后增加电量1 826×106kW.h,增加保证电力440MW,补偿效益很显著。

三峡梯级短期优化调度大系统分解协调法的应用

针对梯级间流量传播对梯级水电站短期优化调度影响的问题,采用实测资料率定梯级间流量传播系数,构建了计算梯级间下游水电站入库流量的变系数线性回归方程,建立了"以水定电"模式下考虑流量传播影响的梯级水电站群短期优化调度系统分解协调模型.三峡梯级应用实例表明,当上游水库出库流量较小时,流量传播对梯级短期优化调度结果影响较大,且分解协调算法较轮库迭代法可有效减少解算时间,提高模型运算效率.

三峡梯级和清江梯级联合运行影响分析

在建立三峡梯级与清江梯级联合运行模型及计算的基础上,通过对比两梯级单独运行时带来的电力、电量、防洪、航运等方面效益影响。相对对比分析表明,两梯级联合运行后可提高保证出力为440MW,年均增加发电量18.25亿kW.h,对防洪和航运方面的效益也有积极的影响。研究成果对未来三峡梯级与清江梯级水电运行方式安排,对电力企业在激烈的市场竞争中降低成本提供较强的借鉴意义,也为国家的能源基础产业结构配置提供一定的参考。

随机动态规划在三峡梯级长期发电优化调度中的应用

对于时间序列 ,如果认为某时段值仅与前一时段值直接相关 ,则认为该时间序列具有马尔柯夫特性 ,径流序列近似具有这种特性。通过余留效益函数对三峡梯级建立了长期发电优化调度的随机动态规划模型。基于大量模拟的随机径流序列样本 ,通过简单统计获得径流状态概率转移矩阵 ,它比仅基于历史径流资料所得结果要精确得多。最后通过对模拟径流序列样本的模拟操作 ,对所得优化策略进行详细评估。

三峡梯级水电站汛末联合多目标蓄水调度研究

针对三峡梯级水电站汛末蓄水调度的复杂问题,以汛末蓄水、下游补水和梯级发电为目标,构建了梯级联合多目标蓄水调度模型,提出了两阶段约束法对模型目标进行降维处理,进而采用动态规划求解模型,并通过对不同来水过程的调度计算与方案比较。结果表明,随着三峡水库汛末蓄水位的抬高,梯级向下游补水能力逐渐减弱;若三峡水库汛末蓄水位相同,则梯级下游控制补水流量越大,梯级总发电量越大;若梯级下游控制补水流量相同,则汛末蓄水位越低,梯级发电量越大;下游控制补水流量越大,则梯级下泄流量越均匀,发电出力峰谷差越小,也越有利于下游通航安全。

分时电价下三峡梯级电站在日前电力市场中的优化运营

针对三峡梯级电站在系统负荷图上峰、平、谷各时段的优化运行,提出了基于分时电价的三峡梯级电站日前优化数学模型;仿真实验研究表明,该模型所确定的调度方案合理可行,效益显著。通过比较在单一电价模式及分时电价情形下三峡梯级电站在日前电力市场出力过程得出,分时电价模型能够使得梯级电站出力更加可靠,综合利用水资源,具有实际应用价值。

流量传播时空演变的三峡梯级短期优化调度模型研究

针对三峡梯级短期优化调度中流量传播问题,基于实测三峡出库流量与葛洲坝入库流量资料,采用相关分析法进行率定,构建了三峡水电站不同出库流量下确定葛洲坝水电站相应入库流量的分段线性方程,获得了以水定电模式下考虑流量传播时空演变的短期优化调度模型,并采用基于逐步优化算法(POA)的轮库迭代法编程求解模型,为梯级间水力计算提供了一个可行方向。实例结果表明,该模型为制定梯级水电站短期发电计划与经济运营提供了理论价值。

三峡梯级水电站蓄能最大长期优化调度模型及分解算法

建立了三峡梯级水电系统计划期末蓄能最大长期优化调度模型,采用大系统分解协调原理将发电量耦合约束进行了松弛,使各子系统仅是三峡下泻流量的一维优化问题。采用黄金分割法进行子问题的优化搜索,Lagrange乘子的更新则采用了次梯度法。使用三峡水力系统数据进行了数值检验,测试结果表明,文中所提出的模型和算法计算简单、可行、有效,适合于梯级水电长期运行规划的决策支持。

基于人造洪峰的三峡梯级生态调度仿真分析

为分析三峡-葛洲坝梯级电站(三峡梯级)生态调度效果及其影响,从保证三峡梯级下游河道生态流量、改善江湖连通和保护生物多样性等方面出发,制定了三峡梯级的生态调度目标,并在常规调度的基础上提出基于人工造峰的生态调度方法,通过多种调度方式的仿真结果,分析了不同来水条件下三峡梯级生态调度的效果,揭示了不同生态调度目标之间的影响以及人工造峰对防洪调度和发电效益的影响。研究成果可为开展三峡梯级生态调度实践提供借鉴。

三峡梯级日优化运行模型及算法

三峡梯级水电站日运行中,给定三峡用水量制定梯级发电计划,给定梯级总负荷优化电站间负荷分配,是其两种最基本的运行方式。针对这两种基本运行方式,探讨了几种常用优化准则的数学模型。根据实际运行中梯级的各种约束条件,建立了梯级日优化运行的数学模型,给出了相应的计算方法。在计算中,考虑电站的水头变化和两坝间水流时滞的影响,对上述优化问题采用了综合改进动态规划的方法进行计算。仿真计算表明,该模型及算法能够很好地解决三峡梯级日优化运行问题,并能够满足实际运行的需要。同时,还就实时优化问题进行了探讨。

三峡梯级自动发电控制算法研究

针对三峡梯级水电系统的特点和梯级自动发电控制(简称AGC)运行的实际要求,提出梯级、枢纽、母线三层负荷分配算法。采用坐标轮换方法求解出AGC优化运行的规律,进而引入基于葛洲坝电站的水位控制的AGC运行机制。针对三峡水电站梯级AGC的功率调节死区要求,给出了完整的实时厂内经济运行和梯级负荷分配算法,满足了AGC要求的实时性和梯级发电要求的经济性。

三峡梯级水库群联合优化调度增发电量分析

以溪洛渡、向家坝、三峡与葛洲坝四库梯级为背景,将年来水分成丰水年组、平水年组和枯水年组,以分组期望发电量最大为目标,建立了梯级水库群联合优化调度模型,结合各库约束条件开展了模拟计算,得到不同典型年下梯级水库联合优化调度较单库优化调度增发电量值及水库优化运行方式。结果表明:开展四库联合优化调度均能不同程度的增发电量,且存在来水越大增发电量越大的趋势,龙头水库溪洛渡通过降低自身效益,增加放水量,可使下游三库有不同程度的增发,从而使梯级总发电效益增加。

基于Matlab的三峡梯级水库调度Web应用

为科学调度三峡梯级水库,运用最优化理论与计算机相结合的方法。实现了Matlab与Web应用程序的结合。当开发的程序涉及大量数学运算时,运算功能可以用Matlab程序完成,即将Matlab程序编译成相关的组件,部署到Web应用程序中并发布,使用户无须安装Matlab就可直接在浏览器中运行Web程序,以实现其快速开发。以三峡梯级水库调度为例,证明了Matlab在开发Web应用程序中的实用性。

三峡梯级电站的模糊优化调度方法

三峡梯级调度中存在着大量的模糊信息 ,如入库流量、负荷需求等 ,为了更好地处理这些模糊信息 ,同时考虑到梯级电站之间水和电的联系 ,文中在传统优化调度的基础上 ,结合模糊数学理论 。

三峡梯级与清江梯级水库联合调度补偿效益初探

三峡梯级与清江梯级五库同为多目标综合利用水利枢纽,地理位置接近,电力出线部分相同,水库调节性能差异较大,通过联合调度,在各目标上均存在一定的相互补偿效益,对电力电量效益进行了初步定量分析,对防洪、航运补偿潜力等进行了探讨。

三峡梯级日优化算法及应用

基于增量动态规划和状态逐密动态规划的优缺点,提出逐密增量动态规划算法,将其用于计算给定葛洲坝一天下泄流量的情况下,三峡梯级调度系统的日发电最优模型;由于对流量廊道不同等分将得到不同离散空间,文章针对不同的流量步长分别计算和比较,最后找到了满意的等分结果。