水电站厂内经济运行应用研究

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1、第38卷云南电力技术Vo1．38No．42010年8月YUNNANELECTRICP0WERApr．2010水电站厂内经济运行应用研究张海龙刘双全(1．国电新疆吉林台水电开发有限公司，新疆乌鲁木齐830002；2．云南电网公司博士后科研工作站，云南昆明650217)摘要：采用罚函数将有约束的水电站厂内经济运行问题转化为无约束优化问题，在粒子群中引入遗传算法中的“交叉”思想并采用线性递减的惯性权重，以提高粒子在解空间的遍历性和局部搜索能力，避免粒子群限于局部最优。实例计算结果表明该算法在求解水电站厂内经济运行问题上是可行、有效的。关

2、键词：水电站经济运行机组组合负荷分配粒子群算法中图分类号：TM62文献标识码：B文章编号：1006-7345(2010)04-0079-031前言电站的耗水量最小，数学描述如下。目标函数：水电站经济运行是整个电力系统经济运行的r一个重要组成部分，对整个电力系统的运行状态、Water⋯⋯。=min∑∑(1一m)·(P：)·“：+c：1‘1电力电量平衡、频率和电压控制、供电的可靠性n：‘(1一Mt)‘c+M：～‘(1一：)‘c，‘3t(1)和运行的经济性有重要影响。根据具体情况合理式中Water。。。表示电站总耗水量；T为时段地选择指

3、定水电站的经济运行方式，可以改善电数；n为机组台数；m代表第i台机组的检修状态变力系统中其他能源电站的运行情况，使各种能源量：1为第i台机组在检修中，0表示第i台机组未检电站最大地发挥作用。修；P为t时段第i台机组的出力；Q。(P)为t时段水电站安全、经济的运行方式应满足电力系统的动力平衡，即系统的工作容量平衡、电能平第i台机组出力为P时所对应的发电引用流量；衡、无功功率平衡、备用容量平衡等，保证完成为第i台机组在t时刻开停机的状态变量：1表示电力系统所分配的电能生产任务。此外，还要保开机，0表示停机；C。‘为机组开机过程耗水量；

4、C。‘证电力系统供电的经济性。就满足动力平衡的条为机组停机过程耗水量；At为时段长度。件来说，可有多个运行方案，但各种方案的经济式(1)不但描述了水电站各台机组在各时段性却不尽相同。因此，水电站厂内经济运行即是的开停机最优组合(u‘，t：1，2，⋯，)，也描述了选择最经济、最合理的方案，来实现水电站以及机组的空间最优组合(‘，i=1，2，⋯，n)及各个电力系统的最优运行。用于求解水电站厂内经济时段内负荷的空间最优分配(Pi=1，2，⋯，)运行问题的数学方法众多，如动态规划、遗传算问题。法等。出力平衡约束：2经济运行数学模型P=∑P

5、：‘(1一m’。’)(、2)水电站厂内经济运行指厂内各台动力设备逐=1小时的运行工况最优化。当电站的日负荷确定之其中P为t时段电站负荷。机组出力范围约束：后，在厂内机组间进行负荷分配。对于具有调节水库的水电站，在给定日负荷曲线后厂内经济运PUj≤P：≤“(3)行的优化准则是在满足各种约束条件的前提下使式中P“、P～分别表示第i台机组出力的收稿日期：2010—02—11792010年第4期云南电力技术第38卷上、F限。子。以m、n两个父代粒子为例，交叉公式为：机组振动汽蚀区域约束：=prob·k+(1一prob)·：(7)k=pro

6、b·+(1一prob)‘kP∈[，](4)m(8)这里“Wiinax分别代表第台机组的第k其中prob∈(0，1)，经过交叉运算后，在解．，个正常工作区的出力上、下限。空间中随机生成了两个新的粒子位置，提高PSO3粒子群算法的厂内经济运行在整个解空间搜索的遍历性，避免算法限于局部最优。3．1粒子群算法概述研究表明，粒子的惯性权重对PSO收敛性在PSO中，每个个体被看作是D维空间中没能也有较大影响，较大的cc，可增强粒子的全局搜有质量和体积的粒子，在可行搜索空间中以一定索能力，提高算法的收敛速度；而较小的∞可能够速度飞行，并根据其自

7、身以及同伴的飞行经验动加强粒子的局部搜索能力，提高算法的搜索精度。态调整其飞行速度。每个粒子可看作一个D维向量，其位置和速度分别为，Xi=(⋯因此，本文采用线性递减的自适应惯性权重，使，，，，粒子在搜索初期能够较快地收敛于近似最优解，)和=(．1，．2’⋯，．。)，每个粒子对应着一而在搜索后期加强粒子在近似最优解附近的局部个问题的潜在解。如将粒子i在D维空间中随机搜搜索能力，使粒子群快速收敛至全局最优解。惯索所经历的最优位置记为Pbest=(pbest¨，性权重如下式所示：pbest∞，⋯，pbest)，将种群中所有粒子迄今经历过

8、的最优位置记为Gbest=(gbest1，gbest2，⋯，=一————一×xk(9y)VWgbest。)，则粒子的速度按照下式更新：k+l其中为最大迭代次数，为最大惯性=·+c1·R·(p6es￡d一k。d，d)+c2·：·权重，i为最小惯性权重