三峡梯级水电站联合优化调度的理论与方法研究

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1、分类号学号2003532710015学校代码10487密级博士学位论文三峡梯级水电站联合优化调度的理论与方法研究学位申请人：朱承军学科专业：系统分析与集成指导教师：周建中教授答辩日期：2008.06ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofScienceResearchonTheoriesandMethodsofThreeGorgesCascadeHydropowerStationIntegratedOptimalSchedulingPh.D.Candidate

2、:ChengjunZHUMajor:SystemAnalysisandIntegrationSupervisor:Prof.JianzhongZHOUHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.ChinaJune，2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名

3、：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日本论文的研究工作获得以下基金的资助，在此鸣谢：1.国家自然科学基金“水电能源及其在电力市场竞争中的混沌演化与双赢策略研

4、究”（项目编号：50579022）；2.国家自然科学基金雅砻江联合重点项目“市场条件下流域梯级水电能源联合优化运行和管理的先进理论与方法”（项目编号：50539140）；3.高等学校博士学科点专项科研基金“电力市场环境下水电能源优化运行的先进理论与方法”（项目编号：20050487062）；4.科技部水利部公益性行业科研专项“面向生态调度的长江中上游复杂水库群多维调控策略研究”（项目编号：200701008）。摘要国内流域性的梯级水电开发进展迅速，“流域、梯级、滚动、综合”成为当前水电开发的指导方针。由于梯级水电调度要综合考虑防洪、航运、泥沙、生态等多方面的约束，还要考虑梯级水电

5、之间的水力和电力联系，梯级水电优化调度模型的求解是一个复杂的多约束优化问题。国内外众多学者一直致力于研究能有效解决上述问题的方法。然而，解决各种复杂目标之间的矛盾使得问题描述和模型求解极为困难，亟待进一步发展梯级水电联合优化调度的理论和模型，并进行深入研究及技术实现。为此，本文采用复杂系统理论和现代智能进化方法，根据梯级水电站的自身约束条件，建立了梯级水电站的优化调度模型，并对三峡梯级水电联合优化调度问题进行了深入研究，为三峡梯级水电的科学调度提供决策依据。主要研究工作和创新性成果如下：针对现有算法在求解流域梯级水电联合调度等复杂大规模优化问题时存在计算复杂度高、非劣解多样性差和

6、难以处理复杂约束条件等问题，提出了基于智能粒子群优化算法的三峡梯级发电优化调度模型。计算中引入交叉算子和可变惯性权重，加大全局搜索范围和收敛速度；并通过计算决策变量的约束廊道，将复杂条件下的梯级优化调度模型转化为无约束优化问题，算法简单、容易实现。根据三峡梯级防洪规划和运行特点，选取削峰率最大作为防洪优化调度准则，以分段试算法为基础建立三峡梯级防洪调度模型。以入库洪峰流量削减最多作为防洪调度的最优性判别指标，其实质是指在保证枢纽及水库安全的前提下，充分利用防洪库容进行调蓄，使下泄流量尽量均匀，以减小下游的防洪压力，充分发挥三峡梯级防洪效益，模型符合三峡梯级调度原则。梯级水电优化调

7、度是一个非线性的多目标优化问题。文中以动用防洪库容最小和下泄洪峰最小为目标，采用基于粒子群的多目标优化算法对防洪调度进行研究，得出了综合上、下游防洪关系的最优折衷解；以调度期末的水位为发电指标，以水库最高水位和削峰率为防洪指标，研究了汛期拦蓄洪尾的水电联合优化调度；以汛末提前蓄水作为水库优化调度的研究重点，分析了不同蓄水时机和方式对防洪、发电的影响，为水库多目标调度提供决策依据。梯级水电多目标调度方案优选的难点是指标权重的确定。针对单一考虑主观权重或客观权重的多目标决策模型的缺陷