梯级水电站厂间负荷优化分配模型研究与应用

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1、分类号学号M201173313学校代码10487密级硕士学位论文梯级水电站厂间负荷优化分配模型研究与应用学位申请人：吉鹏学科专业：水利水电工程指导教师：周建中教授答辩日期：2014年3月1日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandApplicationforOptimalLoadAllocationModelsforCascadeHydropowerStationsCandidate:J

2、IPengHydraulicandHydro-PowerMajor:EngineeringSupervisor:Prof.ZHOUJianzhongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMarch,2014万方数据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

3、声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：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：年月日万方数据本论文研究工作获得以下基金资助，在此鸣谢：1.国家自然科学

4、基金重点项目：长江上游水库群复杂多维广义耦合系统调度理论与方法（项目编号：51239004）2.中国长江三峡集团公司项目：发电计划编制与厂内经济运行一体化（合同编号：JSJ-12-01-02）万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着我国水能资源的不断开发，溪洛渡、向家坝等巨型梯级水利枢纽陆续投运，梯级水电站的运行控制日趋复杂，其潜在的效益也使得联合优化运行和管理倍受学术界和工程界关注。然而，传统调度理论与方法在实际工程应用中要实现联合优化调度存在较大困难：数据庞大、计算繁杂，且在通用性和可扩展性上不够完善；模型过于简化，造成发电计划与实际调度产生

5、偏差，不能完全满足电网实际运行需求；调度模型自身具有的局限性，使得调度结果不完全可用。因此，如何在流域梯级复杂水力、电力联系约束下，合理进行梯级水电站厂间负荷优化分配，提高流域梯级电站的水能利用率和综合效益，是亟需解决的关键工程问题。深入开展梯级水电站负荷优化分配研究，不仅是流域水电开发管理的现实需要，对充分综合地利用水能资源同样具有重要的意义和工程应用价值。本文以溪洛渡-向家坝梯级(下文简称：溪-向梯级)水电站为研究对象，在充分利用已有研究思路和成果的基础上，针对复杂水力、电力联系下，梯级水电站联系密切、调节性能各异、约束复杂的特点，综合考虑电

6、网、电站、水库、机组等不同系统的运行要求，充分发挥各电站的水力、电力补偿调节作用，开展梯级水电站厂间负荷优化分配的研究，以期为梯级短期优化运行和水电能高效转换问题提供可靠的理论指导和技术支持。具体工作如下：首先，本文在分析了厂内经济运行与梯级厂间负荷优化分配问题的耦合关系后，对作为厂间负荷分配前提与基础的厂内经济运行问题的研究现状及相关理论进行了论述。针对溪洛渡及向家坝电站的实际情况和梯级厂间负荷优化分配目标需求，建立了以耗水量最小为目标的电站厂内经济运行调度模型，综合考虑电站约束，提出改进量子进化嵌套动态规划方法的混合优化算法，并结合最短开停机

7、时间修补策略、系统备用容量修补策略对模型进行求解。应用本文方法的向家坝厂内经济运行结果表明：所提方法具有求解迅速，容易收敛，优化结果明显的特点，适用于巨型电站厂内经济运行问题的求解。随后，针对现阶段梯级负荷优化分配问题研究现状及存在的瓶颈，综合比较常用的几种调度模型间的优劣及适用情况，结合溪-向梯级实际情况，确定了基于梯级蓄能最大目标的“先站间后站内的层次化结构解决方案”。针对梯级蓄能最大模型所存在的易放空下游水库的弊端，提出“出力约束廊道”、站间联合躲避振动区等一系列约束处理策略，对寻优过程中水库运行水位、出力、流量等变量进行动态的、有效的控制

8、，使得优化调I万方数据华中科技大学硕士学位论文度结果合理可行；此外，为了使调度方案能综合考虑未来时段的电网负荷需求，减少电站机组的启停次