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《水电站经济运行的优化模型及其分解协调求解方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、水电站经济运行的优化模型及其分解协调求解方法研究第25卷第3期2007年6月水电能源科学WaterResourcesandPowerVo1.25No.3June.2007文章编号:1000—7709(2007)03—0077—05水电站经济运行的优化模型及其分解协调求解方法研究陈广娟谭忠富乞建勋(华北电力大学电力经济研究所,北京102206)摘要:考虑水电机组的出力约束,出力曲线及水库的水量平衡约束,库容约束,水头变化等因素,给出了水电站经济运行的约束条件.基于大系统原理,以水电站发电出力的耗水量最小为目标函数,建立了多机组,多时段水电站经济运行的优化模型.利用大系统分解协调算法,给出了优
2、化模型的求解算法关键词:水电站;经济运行;大系统;分解协调中图分类号:TV74;F224文献标志码:A1概述水电站厂内经济运行是水电站调度的重要内容,是达到整个梯级乃至整个电力系统优化运行的基础,能为梯级各电站间的负荷优化分配提供相应电站的工作状况,是提高电力系统经济效益的重要措施.水电站厂内经济运行包括空间最优化和时间最优化,即对于某一发电任务合理地选择机组台数,台号,在此组合中实行机组之间的最优负荷分配,而时间最优是在空间最优的基础上,不仅考虑时段内的优化,同时计及时段之间由于负荷的变化而可能产生的机组的开停对整个优化的影响.水电站各机组之间存在着电的联系和水的联系,其运行是一个具有复
3、杂约束条件和目标函数的非线性优化问题,尤其是当水电站内各机组特性不同时问题变得更为复杂,并随着水电站机组数的增加,其解空间变得极其庞大且无规则.因此,如何在可接受的计算时间内获得最优的或满意的负荷分配计划,一直是水电站厂内经济运行领域的难点.该问题的求解算法有线性方法和非线性方法.线性方法主要是线性规划法[2],但是线性函数不能准确的描述实际问题.非线性方法主要有非线性规划法[4捌,动态规划法[6],拉格朗日乘子法[8],启发式算法,神经网络[1],网络流规划法¨叫,遗传算法¨叫引,蚁群算法¨],粒子群算法[2,大系统理论[2等,而这些方法也各有优缺点.动态规划法对目标函数的性态无特殊要求
4、,但计算量很大,容易陷入"维数灾".拉格朗日乘子法可克服维数障碍,但难以处理众多的约束条件.启发式算法计算速度快,占用内存少,但常常找不到最优解,可满足一般的应用要求.神经网络具有通过小的嵌入系统能处理大容量信息的优点,但当提高了神经网络的精确度时,其泛化能力减弱.网络规划法也具有计算速度快,占用内存小的优点,但与动态规划法相比其程序更难设计.遗传算法对目标函数性态无特殊要求,从理论上来说可以找到全局最优解,但遗传算法本质上属于无约束优化算法,如何处理约束条件将在很大程度上影响算法的效率[2.蚁群算法通过个体之间不断进行信息交流和传递可以加快进化过程,但是蚁群算法也有速度慢,易陷入局部最优
5、等缺点.粒子群算法同遗传算法类似,是一种基于迭代的优化工具,但与遗传算法相比,简单容易,没有许多参收稿El期:2007—01—25,修回日期:2007—03—12基金项目:国家自然科学基金资助项目(50579101,70378017,70571023);北京哲学社会科学规划项目(06BaJG102)作者简介:陈广娟(1980一),女,博士研究生,研究方向为电力经济,水电能源经济,E—mail:guangiuanchen@126.COrn通讯作者:谭忠富(1964一),男,教授,博导,研究方向为电力经济,风险管理,水电能源经济,E—mail:tanzhongfu@sina.com?78?水电
6、能源科学数需要调整.大系统理论是为了研究规模日趋庞大,结构越来越复杂的系统而产生的,通过模型的多级结构,反馈功能对问题进行简化,求解.大系统分解协调算法是将大系统分解成若干个子问题,然后在此基础上综合考虑各个子问题之间的关联,减少了所需的内存并大大缩了短计算时间,从而达到降"维"的目的.基于机组组合问题的复杂性,采用大系统方法进行求解可以使问题得到简化.文献[21]应用大系统分解协调方法对串联水电站水库群的优化调度问题进行了分析和研究并建立了相应的优化调度模型.本文利用大系统理论建立了水电站厂经济运行的优化模型,并利用大系统分解协调算法对模型进行求解,给出了求解的算法.大系统的分解和协调大
7、系统的特征是规模庞大,结构复杂(环节较多,层次较多或关系复杂),目标多样,影响因素众多,且常带有随机性的系统.随着生产的发展和科学技术的进步,出现了许多大系统,如电力系统,城市交通网,数字通信网,柔性制造系统,生态系统,水源系统和社会经济系统等.无论是社会经济系统,还是物理,生态等系统,由于所属的基层单位太多,且各单位的工作任务和组织结构不尽相同,所以完全由一个控制中心实行集中控制往往是不可能的.但通过逐级管理,控制,协
