梯级水电站多尺度多目标联合优化调度(李想,尹冬勤,魏加华著)PPT模板

.-东方红梯级水电站水库运行联合调度方案（中长期）XX盘龙河流域水电开发XX公司二○一六年四月修编. . word.zl-东方红梯级水电站水库运行联合调度方案（中长期）XX盘龙河流域水电开发XX公司二○一六年四月修编目录1 总则11.1目的11.2编制依据11.3适用范围12 基本原则13 综合概述13.1工程概况13.2流域概况23.3气象33.4径流33.5洪水34 基本资料34.1径流资料44.2设计洪水44.3库容曲线54.4特征水位和库容特性74.5泄流曲线84.6水位流量曲线95 水库发电调度105.1基本原则105.2运行方式106 水库防洪调度116.1基本原则116.2运行方式116 结束语12附录2洪水量级划分国家标准13附录3降雨强度划分部门标准13附加说明13东方红梯级水电站水库运行联合调度方案（中长期）1 总则1.1 目的为了规范东方红梯级水电站水库运行联合调度管理工作，确保水库安全运行，充分发挥梯级水电站群工程效益，结合工程特性和实际，编制本方案。

1.2 编制依据本方案编制依据是《中华人民XX国安全生产法》、《中华人民XX国水法》、《中华人民XX国防洪法》、《中华人民XX国防汛条例》、《水库大坝安全管理条例》、《大中型水电站水库调度规范》、《盘龙河流域水资源利用规划》、《XX市城市防洪规划报告》等法律法规、规程规范和地方性文件。

1.3 适用范围本方案适用于东方红梯级水电站水库调度。

东方红梯级水电站管理人员、中控运行及水库运行人员应熟悉本方案。

2 基本原则2.0.1在确保大坝安全的前提下，充分利用流域水文气象、洪水径流、水情测报等资料，统筹兼顾，协调防洪与发电之间的矛盾。

充分利用库容与水量，合理蓄水、泄水和用水，尽量减少无益弃水和水头损失，力争在防洪与发电两方面发挥水库的最大效益。

2.0.2水库在运行全过程中，以发电为主，兼顾其它。

当发电与安全发生矛盾时，必须服从安全。

梯级水电站实时优化调度及其经济运行摘要：目前，无论是大型水电站还是小型水电站都存在运行管理上的可优化空间，通过优化管理可换来水电站的节能运行和发电总量提升，促使水电站的能耗量被逐步缩减和控制，真正实现水电领域的良性运转和可持续发展，为全国人民带来更优质的用电体验。

梯级水电站作为我国水利工程重要组成，对梯级水电站调度进行优化以及提升水电运行能力和发电量具有重要的作用。

关键词：梯级水电站；经济运行；优化调度；组合运行方式引言目前国内水电的开发已进入成熟稳定，水电行业的发展由开发逐步转变为安全稳定运行。

在一个流域内，针对主河道和分支河道有多座水电站并列和梯级并存的情况，如何做到水资源的高效利用，充分利用流域来水多发多供，对水电站管理单位全年发电量起着关键作用；而上游来水小于等于各水电站额定流量时的调度和机组的精细调节，更是关键中的关键。

基于此，本文结合某发电公司各水电站地理位置分布、上下游距离和平枯水期渠河引水流量等对4座梯级与并列并存关系的水电站在典型流量下做到不弃水、少弃水和如何高效利用来水多发少损进行了分析研究，探讨了梯调集控站和4个受控子站值班人员易于理解且能有效指导其多发多供的相关措施。

1 梯级水电站概况某电力发电公司下辖4座水电站，总装机容量115.58MW，年均发电量约5.4亿kW·h，均实现远程梯调集控。

4座水电站中A和B水电站位于河末端；C和D水电站位于主河道，上下游电站距离约25km。

4座水电站中A和B水电站各5台机组，设计水头20m，引用流量约134m3/s；C水电站2台机组，设计水头11m，引用流量约464m3/s；D水电站3台机组，设计水头11m，引用流量约531m3/s。

根据各水电站机组满发额定流量及水头数据、A和B水电站特点以及C和三星D水电站库区允许调节库容，如何做好各水电站电水优化调度和各站机组的经济运行，确保不弃水并充分高效利用来水多发多供，成为发电公司精益化管理的重要着眼点。

基于多目标优化的梯级水电站联合发电调度研究的开题报告一、研究背景和意义梯级水电站是中国重要的清洁能源发电形式，在我国能源结构中占有重要地位。

梯级水电站的联合发电调度是指对梯级水电站内部水电站的电量进行合理地分配，调整和控制，以满足不同级别的出力需求，实现联合发电的最优化。

目前，梯级水电站联合发电调度的研究主要依靠经验公式，手工编辑等方法，难以满足复杂多样的实际调度需求。

因此，基于多目标优化的梯级水电站联合发电调度研究具有重要的现实意义。

二、研究内容和目标本研究将基于多目标优化算法，将发电调度问题转换为多目标优化问题，建立梯级水电站联合发电调度模型，并采用多种算法进行求解和分析，以实现多目标优化最优解的求解。

具体实现目标包括：1. 建立梯级水电站联合发电调度模型，分析各级水电站的特性和不同的出力需求。

2. 研究适用于梯级水电站联合发电调度的多目标优化算法，包括遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，比较其性能和效果。

3. 分析梯级水电站联合发电调度的动态特性，研究调度策略下的水位变化和流量变化，以验证模型的可行性和有效性。

三、研究方案和方法本研究将采用以下研究方案和方法：1. 文献调研和数据采集，深入了解梯级水电站的特性和调度需求，并收集实际运营数据和监测数据。

2. 基于文献调研和实际数据，建立梯级水电站联合发电调度模型，并将其转化为多目标优化模型。

3. 选取适当的多目标优化算法，如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，对模型进行求解和分析，比较其性能和效果。

4. 采用仿真实验的方法，分析梯级水电站联合发电调度的动态特性，验证调度策略下的水位变化和流量变化的可行性和有效性。

5. 分析研究结果，并给出相关的建议和改进方案。

四、预期成果和意义本研究的预期成果和意义包括：1. 建立基于多目标优化的梯级水电站联合发电调度模型，实现联合发电的最优化。

2. 研究适用于梯级水电站联合发电调度的多目标优化算法，提高调度效率和准确性。

洮河流域梯级电站水库群的联合调度模型实施梯级水库的集中联合调度，主要目的在于提高了流域水能利用率,提高发电效率。

水库群的集中调度管理主要依靠“乌江流域卫星水情自动化系统”。

流域遭遇来水特枯年份，在上下游来水极不均衡情况下，不仅要实现流域各梯级电站的水库零弃水，而且还要完成集团公司下达的年度发电计划。

梯级电站水库特征水位表3.4。

2水库的特征水位根据装机规模论证和水库回水特征，经调洪验算确定水库的特征水位为:水库校核洪水位2004.0m水库设计洪水位2002。

00m水库正常蓄水位2002.00m水库汛期限制水位2001.00m（5～10月）水库发电死水位2000.0m3。

4。

3汛期库水位本电站水库为日调节，其发电出力主要受来水流量控制，汛期来水量一般大于电站额定引用流量，水库汛限水位2001.00m。

当中、小洪水流量Q <603m3/s时，水库水位 2002.00m.当洪水流量二十年一遇（P=5%) 1680 m3/s >Q≥603 m3/s时，水库水位 2002。

00m。

当洪水流量2360m3/s(设计洪水)〉Q≥ (P=5％) 1680 m3/s时，水库设计洪水位2002.00m。

当洪水流量Q>设计洪水2360m3/s时，水库水位由2002。

00m逐渐上升到最高洪水位2004.00m,在任何情况下，水库水位不得高于2004.00m.3.4设计标准及水库水位3.4.1枢纽设计标准正常蓄水位1968.80m，相应库容780万m3；设计洪水标准为3。

33%,设计洪水位1969。

1m，相应洪峰流量2110m3/ s，相应库容1000万m3；校核洪水标准为0。

5%,校核洪水位1970.5m，校核洪峰流量3230m3/s，相应库容1362万m3；最低发电水位1966m。

3。

4。

2汛期库水位根据来水量规定如下：流量为 20.00—632.00 m3/s时，水位1969。

10-1968.50 m流量为 632。

0　引言水库作为一种径流调节的工程手段，在实现水能资源的合理高效利用上发挥着重要作用[1]。

随着我国水电行业的飞速发展，大批电站水库相继建成和投入使用，各大流域逐步形成了梯级水库群的格局[2，3]。

科学开展梯级水库群联合优化调度研究，对于提高水资源利用效率增发电量、发挥梯级水库群的综合效益最大化具有重要的科学意义和应用价值[4–6]。

新安江和富春江水库是钱塘江流域重要的两座梯级电站，也是华东电网的主力调峰电厂，担负着华东电网的调峰、调频、事故备用等任务，对电网的安全、稳定运行起着重要作用。

但在初设阶段，各水库根据防洪标准确定设计洪水及防洪库容，并没有考虑梯级水库的联合调度问题[7]。

此外，传统的调度模型已无法满足水库群防洪、发电、灌溉及生态综合效益最优等需求，以往的调度方式难以适应当前复杂水库群运行管理的实际需要[8，9]。

鉴于此，本研究以钱塘江流域中上游河段为研究对象，以“新安江—富春江”梯级水电站为调控主体，根据钱塘江梯级水电站实际需求，建立协调发电量及弃水量的梯级水库联合调度模型，以DPSA算法求得不同典型年的最优运行策略，为钱塘江流域梯级水库调度运行工作提供决策参考。

1　研究区域及数据资料1.1　梯级水电站资料新安江水库位于钱塘江上游，是钱塘江流域最大的控制性枢纽工程，水库总库容216.3亿m3，防洪库容9.47亿m3，是以发电为主，兼有防洪等综合利用效益的大（1）型水库。

富春江水库位于新安江水库下游的钱塘江干流富春江上，水库总库容8.76亿m3，防洪库容仅0.78亿m3，是以发电为主，兼有航运、灌溉等综合利用效益的大（2）型水库，二者担负着华东电网一定的调峰、调频和事故等任务，各水库电站的基本参数如表1所示。

按电站设计，富春江水库为日调节水库，不承担防洪、滞洪任务。

富春江坝址洪峰流量的削减，主要取决于上游新安江水库对兰江洪水的错峰调节。

因此需要通过实施新安江、富春江水库联合调度，在汛期洪水来临前新安江水库预腾库容，为下游富春江水库洪水错峰，保障下游河段防洪安全。

梯级水电站的长期最优调度问题一、问题描述中国江河流域的水力资源十分丰富，但由于其空间分布的不均，开发程度的不一，各地区间的利用情况存在明显差异，人均资源量仍不富裕。

水力资源的合理优化利用不仅关系到水电企业自身的利益，更具有重要的社会意义。

特别是在当前，在国家电力市场改革的进程中，水电作为清洁、可再生能源的开发利用已被提升到了国家能源战略的高度，具有更为重要的实际运用意义。

梯级水电站的形成就是充分利用水力资源的主要表现形式之一，它是分布在一条江河流域的上下游且有着水流联系的水电站群。

如何提高水资源的利用率、协调各水电站之间的用水矛盾、最大化水电企业的经济效益等问题，已成为众多研究学者关注的重点和难点。

梯级水电站的调度问题需要考虑电和水两方面的因素。

要求在尽可能不弃水或少弃水的前提下，充分考虑各种约束（如可用水量、上下游水位限制、水轮机过水能力或发电机出力限制、航运或供水限制等）。

在计及水轮发电机组的功率耗水量特性、电网传输损耗修正及考虑水火电（或其它类型电站）协调的基础上，追求电力系统总发电燃料费用最低。

二、数学模型1 目标函数电力系统总发电燃料费用最低。

2 约束条件水位约束方程：水库水位=工作水头+尾水位水库存水量方程：某级水库某一时段末的存水量=某水库上一时段末的存水量+本级水库该时段的平均来水量+上一级水库发电用水量到达该级的来水量（考虑来水时间延迟）+上一级水库弃水量到达该级的来水量（考虑来水时间延迟）-本级水库该时段发电用水量-本级水库该时段的弃水量某级水库存水量上下限约束某级水库发电用水量上下限约束某级水电厂出力上下限约束某级电站调度周期内用水量平衡方程：某级电站调度周期内用水量=该级电站调度周期起点时的存水量-该级电站调度周期结束时的存水量电力系统功率平衡方程若计及电力网络的影响，则还需考虑节点潮流方程约束、线路潮流约束等。

三、求解方法常用方法有线性规划法、改进粒子群算法、罚函数法、动态规划法、网流法、智能优化算法、优化调度算法等。

梯级水库群联合调度优化算法及其应用实践

摘要：本文针对梯级水库群联合调度优化问题，提出了一种高效的优化算法，并成功应用于某工程实践中。首先，分析了梯级水库群特点及调度问题的复杂性,建立了相应的多目标优化数学模型；然后，设计了一种创新的优化算法, 通过算法步骤的详细阐述和性能分析,证明了该算法的有效性和优势；最后,将优化算法应用于某工程实践中,取得了良好的优化效果,为工程调度决策提供了有力支撑。该研究成果不仅丰富了水资源优化调度理论, 也为梯级水库群联合调度实践提供了有益参考。

关键词：梯级水库群；联合调度；优化算法；应用 1. 引言 水资源是支撑社会经济发展的基础资源之一，合理调控和高效利用水资源对于满足人类生产生活需求、维护生态环境平衡至关重要。在水资源开发利用过程中，常常会建设多座水库形成梯级水库群，通过这些梯级水库群的联合调度可以实现更加充分高效的水资源利用。然而，梯级水库群的联合调度优化是一个复杂的多目标优化问题，涉及诸多因素和约束条件，需要采用先进的优化算法进行求解。

2. 梯级水库群联合调度优化问题分析 2.1 梯级水库群特点及调度问题的复杂性 梯级水库群是指沿河流方向连续布设的一组水库,通过水库连续蓄泄调节,可以实现水资源的优化配置。梯级水库群具有以下主要特点:

1) 水库位置相对固定,相互联系密切,调度时需要考虑各水库的联动关系。 2) 水库调度目标通常包括发电、灌溉、防洪、航运等多个方面,存在诸多冲突和矛盾。

3) 水库调度受来水量、电力负荷、灌溉需求等诸多不确定因素的影响,调度过程极为复杂。

4) 水库调度涉及众多约束条件,如水位、出库流量、发电等,约束条件繁多且相互耦合。

2.2 多目标优化问题的数学建模 为了更好地描述梯级水库群联合调度优化问题,可以建立如下的多目标优化数学模型:

目标函数: max f1(x) = 发电收益 max f2(x) = 灌溉供水量 min f3(x) = 防洪风险 约束条件: 水位约束: hmin ≤ h(t) ≤ hmax 出库流量约束: Qmin ≤ Q(t) ≤ Qmax 水量平衡约束: V(t+1) = V(t) + I(t) - Q(t) 联动约束: Qi(t) = f(Q1(t), Q2(t), ..., Qn(t)) 其中,x表示决策变量,包括各水库的出库流量、水位等;f1、f2、f3分别代表发电收益、灌溉供水量、防洪风险等目标函数;hmin、hmax为水位约束;Qmin、Qmax为出库流量约束;V(t)为水库蓄水量,I(t)为来水量,Q(t)为出库流量;Qi(t)表示第i座水库的出库流量,与上下游水库的出库流量存在联动关系。 上述多目标优化模型可以概括为:在满足各种约束条件的前提下,协调发电、灌溉、防洪等目标之间的矛盾,实现水资源的最优配置。这是一个典型的复杂的多目标优化问题,需要采用先进的算法进行求解。

梯级水电站水电调度优化方法综述摘要：水电能源作为现阶段电力系统中占比最高的可再生清洁能源，需要在优化调度过程中均衡考虑发电量和最小出力两个动能指标。

发电量最大模型可最大限度地利用水能资源，实现发电企业效益最大化；最小出力最大模型则可提升水电系统最小出力，增强水电丰枯补偿调节作用。

作为国民经济发展基础能源产业的水电力工业，是现代化工业生产和生活不可或缺的动力产业，是国家能源局重点发展产业之一。

梯级水电站是由建立在同一江河流域的若干个水电站构成的。

由于梯级水电站之间存在着水力、电力联系，梯级水电站不仅要满足电力系统运行要求，还要考虑发电和用水之间的协调才能使综合效益最大化。

关键词：梯级水电站；水电调度；优化方法梯级水电站在电力系统运行中发挥着重要作用，对其进行长期优化调度是一个复杂的高维非线性优化决策问题，求解相当复杂。

许多学者对此进行了研究，大多采用单目标优化调度模型，以发电量最大、耗水量最小、总蓄能最大为优化目标取得了较好的效果。

由于梯级水电站之间存在着水力、电力联系，约束复杂，运行方式较单个水电站更为灵活多变，因此，梯级水电站优化调度的模型建立一直是水电系统优化调度中的难点问题。

同时，梯级水电的优化调度具有大规模、非线性、有时滞约束的动态特性，对求解方法也有很高的要求。

我国原有的水电优化调度研究都是在计划经济体制下进行的，伴随着电力体制改革的推进，电力市场逐步建立和完善，必然会对水电优化调度提出新的耍求，水电优化调度蟊临新的挑战。

一、梯级水电站运行特性1、承担社会职能。

大型水电站通常兼具防洪、灌溉、航运、生态用水等多重社会职能，其运行除满足自身安全约束外，还需要将综合利用约束纳入发电优化调度模型中，导致梯级水电站优化调度需要处理的约束条件数目众多且形式各异。

2、梯级水电站之间水力联系。

梯级水电站各电站坐落于同一河流上，呈现间断式或连接式衔接。

上游电站发电或弃水流量影响下游一级或多级电站入库流量，进而影响下游电站发电和综合用水计划；而水电站自身当前时段下泄流量亦影响后续时段用水计划，使梯级水电站之间以及单一电站不同时段之间具有很强的水力耦合关系，导致梯级水电站运行调度无论在时空关系上，还是在能量传递与时程分配上均十分复杂。