溪洛渡-向家坝梯级水库汛末蓄水时间与目标决策研究

针对梯级水库运用过程中蓄水与排沙之间矛盾,本文以溪洛渡-向家坝梯级水库为例,考虑上游修建白鹤滩水库条件,对两座水库汛末蓄水时间进行了优化研究.首先讨论两库蓄水时间调整对梯级水库发电、航运以及泥沙淤积的影响;然后构建梯级水库水沙联调多目标决策模型对两库蓄水时间进行优化决策,得到溪洛渡—向家坝梯级水库蓄水时间与多年平均发电量和库容淤损率之间的非劣解集;最后应用加权理想点评价模型对非劣解进行评价,给出不同目标权重下满足发电和减淤要求的梯级水库最佳蓄水方案.结果表明,(1)增加梯级水库发电量,势必要提前水库汛末蓄水时间,这必以增加库容淤损率为代价;(2)各目标权重不同,最优方案不同.当泥沙目标权重较大时,溪洛渡水库9月21日蓄水比9月11日蓄水好,且泥沙目标权重越大,最优方案对应的向家坝水库蓄水时间越晚;当发电目标权重较大时,溪洛渡水库9月11日比9月21日蓄水好,且发电目标权重越大,最优方案对应的向家坝水库蓄水时间越早.研究成果可为溪洛渡—向家坝梯级水库正式建成后制定合理的调度运用方案提供科学的依据.     

兼顾发电和航运要求的水电站日水量最优分配模型

本文从国民经济综合效益最大角度出发,协调发电和航运的之间矛盾,尽可能按经济指标之优劣来判定水电站应采用的合理运行方式,建立了考虑航运和调峰要求的水电站日水量最优分配模型,并以黄河某水电站为计算实例,先后在IBM-PC微机和M-360大型机上实现.运算结果表明,本模型的经济效益是巨大的,按模型分配日水量比只考虑调峰发电要求分配日水量增加日效益24.76万元,比只考虑航运要求分配日水量增加日效益2.25万元,比水电站实际运行增加日效益11.73万元.本模型具有较好的通用性,只要输入某些参数(预测的日负荷、日平均流量、水头、水电站效率),即可自动打印出日水量最优分配表,可有效地指导水电站运行.     

白鹤滩水电站——拥有多项世界第一

正金沙江是长江的上游河段,那里蕴藏着巨大的水能,中国长江三峡集团有限公司正在建设一座巨型水电站—白鹤滩水电站。白鹤滩水电站的装机容量为1600万千瓦,是仅次于三峡水电站的世界第二大水电站,是新时代大国重器。在金沙江下游,中国三峡集团开发建设了乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4座梯级水电站。白鹤滩水电站位于第2级,是其中装机容量最大的一座。白鹤滩水电站开发任务以发电为主,兼顾防洪、航运,并促进地方经济社会发展,是实施"西电东送"的国家重大工程。     

考虑不同生态流量要求梯级水库群生态调度及其算法

为协调清江梯级水库发电及下游生态效益,实现梯级库群水能资源高效利用和生态效益双赢,本文对清江隔河沿、高坝洲控制断面基础、适宜和理想等级生态流量进行分析计算,并以发电量和生态流量贴近度最优作为目标函数,建立兼顾生态保护的清江梯级库群多目标优化调度模型.进一步,针对传统混合蛙跳算法(SFLA)存在搜索能力有限、易陷入局部最优等问题,从混沌种群初始化、局部搜索方式、基于云模型理论精英青蛙进化和后期启发式激活机制等方面对SFLA进行改进,提出基于混沌云模型理论混合蛙跳算法(CNSFLA).采用该方法求解梯级水库生态调度模型,长系列优化调度结果显示,在保证发电效益和下游控制断面基础生态流量的同时,有效提升其适宜、理想生态流量保证率,总体保证率维持在较高水平;对于枯水典型年,虽然通过算法优化调度,但天然入流偏少导致控制断面部分时段理想生态流量仍无法满足.长系列调度结果对比表明CNSFLA具备高效搜索性能和良好稳定性,可显著提高库群联合调度结果质量.     

下期看什么？

正特辑白鹤滩水电站金沙江是长江的上游河段,流域形状狭长,地形北高南低。金沙江中蕴藏着巨大的水能资源。长江三峡集团在金沙江下游开发建设了乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4座梯级电站。其中,总装机容量仅次于三峡水电站、世界在建规模最大的巨型水电站—白鹤滩水电站,2021年4月正式开始蓄水,首批机组将于7月实现投产发电。白鹤滩水电站以发电为主,兼有防洪、拦沙、航运等作用,是我国实施"西电东送"战略的骨干工程。     

分区优化控制在水库群优化调度中的应用

以长江中上游15座骨干水库组成的大规模混联水库群联合发电优化调度问题作为研究对象,提出一种新的优化控制方法,其思路是:从流域梯级大规模电站群整体优化角度出发,以总发电量最大为目标建立大规模水库群分区优化调度模型,根据电站所属流域相对位置以及其水力补偿关系进行虚拟分区,以控制区内电站群子系统为对象进行分区优化控制;在此基础上,采用约束廊道法有效解决长期发电优化调度问题中的多约束耦合问题.将该方法应用到长江中上游大规模混联水库群联合发电优化调度问题的求解中,结果表明:所提出的方法求解精度高、时效性好,具有较强的工程实用性,为求解高维、复杂梯级水库群优化调度问题提供了一种新思路.     

金沙江梯级水库发电优化调度研究

以金沙江干流梯级水库群为研究对象,建立了兼顾保证出力要求以发电量最大为目标的梯级长期优化调度模型,利用遗传算法求解,同时还考虑了虎跳峡龙头水库的补偿调节作用,结果显示,梯级优化联合调度的效果更好,虎跳峡水库的补偿作用较为明显．     

三峡工程规划与综合利用

三峡水利枢纽工程是治理开发长江的关键性工程,承担着防洪、发电、航运等综合利用任务。工程建成后可确保荆江地区防洪标准不低于百年一遇,大大缓解长江中下游防洪压力,为经济建设发展迅速的华中、华东、华南地区提供巨大的能源支持,从根本上改善川江航运条件,同时枯季补偿调节可提高长江中游河段航道水深和改善航运条件。新时期,长江治理、开发与保护对三峡工程运行提出了新要求,如何优化水资源利用,实施科学调度,全面提升水库综合效益,是三峡工程今后面临的一项长期任务。     

水电站生态发电多目标优化调度模型及应用

为了能够使水电站开发运行与生态和谐发展,研究满足生态需要的水电站优化调度.通过对水电站生态调度内涵的探讨,建立了生态发电多目标优化调度数学模型.模型以水量指标量化水电站调度的效益函数,在处理多目标时采用权重系数法进行转化.以蒲石河抽水蓄能电站为例,利用遗传算法进行求解验算,通过综合考虑年均发电量及各方案中下游河道生态用水的需求,选择出较优的方案.研究结果表明文中构建的模型是合理的,对生态环境起一定的改善作用.     

泄洪消能新技术在向家坝工程中的应用

向家坝水电站泄洪消能具有高水头、大单宽流量、多泥沙的特点,泄洪消能布置要考虑发电、通航、防洪和拦沙等因素的影响.多股多层水平淹没射流是一种新型消能型式,可降低消力池出池水流的波动、底板压强及临底流速,具有流态稳定、消能效率高、雾化低、适应性强等特点,较好地解决了向家坝水电站泄洪消能问题,为同类工程及环境影响要求较高的工程提供了重要参考,同时也丰富了泄洪消能工的型式.     

水电站自动发电控制的实施

基于水电站机组容易起停和调整出力的特点,为满足电力系统实时自动发电控制的要求,研究了一种分阶段优化的数学模型和算法,并在葛洲坝二江电厂得到了实施,运行情况良好,电厂的安全运行和自动化水平得到了提高.最后,对各类水电站运用该数学模型和算法实现自动发电控制可获得的经济效益进行了分析.     

大藤峡水利枢纽发电调峰反调节分析

为减小大藤峡水利枢纽发电调峰过程中下泄流量变幅过大造成对下游河段航运的影响,考虑在其下游兴建羊栏滩反调节水库,根据河段处在三江汇合口及地形限制等问题制定了反调节调度方式,对反调节过程进行了模拟计算,比较了不同调节库容、正常蓄水位方案下羊栏滩反调节水库的反调节效果、发电效益等.结果表明,羊栏滩水库1.1×107 m3调节...     

电力市场环境下水电站中长期运行优化调度

电力市场环境下水电站优化运行的目标发生了重大改变。以发电效益最大为目标,建立了单一水电站中长期运行水库优化调度数学模型,并以某一水电站为例进行优化调度,取得了较好的效果。与传统的以发电量最大为目标的调度方法相比,该调度方法可以实现水电站发电效益最大化,增加发电收益。     

水电站日调节可能流态计算的迭代解

本文提出水电站日调节时上、下游瞬时流态的一种迭代解法，它是瞬态法按完全 的圣维南方程求解的数学基础。     

优化调度改善三峡水库生态环境

三峡工程规划设计以来,边界条件发生很大变化,研究认识也在不断深入,生态环境保护成为重要议题。三峡工程需要改进调度方式,以便更好地发挥工程防洪、发电和航运等综合效益,同时更好地改善水库上下游生态环境。建议三峡汛期按动态汛限水位和非汛期加大日调节幅度的方式调度,以提高工程综合效益,利于库区和下游生态环境和减淤。     

浮船坞实时配载模型及算法

探讨优化方法在浮船坞浮态实时调节中的应用．结合工程实际问题，依据静力学力平衡原理，以实际工程需要为目标，以各调节水舱实时水位为自变量，建立浮船坞实时配载优化模型．针对该模型，采用惩罚函数法求解，求解过程中运用了Powell直接搜索法和成功-失败法．计算结果表明，算法中搜索起点的改变会对调水方案有所影响，但最优目标值非常接近．同时，该方法简便可行，可显著提高工作效率．特别是，该方法可以方便地考虑潮水水位变化对浮船坞浮态调节的影响，更适于实际应用．     

含多分区电力系统能量备用实时优化调度的动态积极集求解算法

网络阻塞和故障停运导致备用存在供应问题,为了保证含多分区电力系统备用的有效性和网络的安全性,在实时优化调度中提出分区备用要求和新的求解算法,分析了含多分区的孤立和受端电力系统备用容量需求,建立了一种以电能和备用购买费用最小为目标函数的能量备用实时优化调度模型,同时计及了系统备用要求、分区备用要求、N-1安全准则等约束条件。该模型是一个超大规模的优化问题,因此文中将动态积极集法引入电力系统优化调度问题,对其进行迭代求解。最后,对IEEE 118节点标准测试系统和我国某典型受端电网进行算例分析,结果表明,采用提出的实时优化调度模型和动态积极集求解算法在满足电力系统实时调度计算时间要求的同时,求解得到能量备用的实时优化调度方案以及N-1故障后备用调用方案,验证了模型的合理性和算法的可行性。该算法可以有效解决备用的供应问题,提高电网运行的安全性,为含多分区电力系统的实时优化调度提供有意义的探索。     

基于改进PSO-RBF神经网络的光伏功率预测

针对RBF算法的隐节点中心和参数会影响光伏发电功率的预测精度,提出了一种基于改进粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化径向基函数网络(Radial Basis Function,RBF)算法,通过寻找相似日,将相似日的实际功率和影响光伏发电功率的气象因子数据作为输入,同时利用改进PSO优化RBF网络参数,建立预测模型进行训练和预测。在粒子群优化算法中,通过动态调整惯性权重,有效地提高了非线性问题的求解能力,采用改进粒子群优化算法优化径向基神经网络参数,兼顾了PSO和RBF神经网络模型的优点,具有较好的收敛速度和预测精度。通过实际光伏发电数据验证表明,该算法具有较高的预测精度。     

水电站自动发电控制的实施

基于水电站机组容易起停和调整出力的特点，为满足电力系统实时自动发电控制的要求，研究了一种分阶段优化的数学模型和算法，并在葛洲坝二江电厂得到了实施，运行情况良好，电厂的安全运行和自动化水平得到了提高。最后，对各类水电站运用该数学模型和算法实现自动发电控制可获得的经济效益进行了分析。     

水电站动态发电模型

为了揭示水电站功率输出与发电流量及水头损失间的动态变化过程,将水库水体分成长方形水体s1、梯形水体tr、长方形水体s2及三角形水体t等4级,运用牛顿运动定律,分析了压力引水管水体受力情况,推导压力引水管水体动态运动方程,综合考虑压力引水管水头损失及水锤压力的影响,建立了水电站动态发电模型.仿真结果表明,模型动态揭示了水电站在发电过程中的水位、流量、水力损失水头等参数间的相互影响关系及其对机组功率输出的影响,揭示了水电站最优发电功率输出与水头变化的动态变化过程,为未来水电站设计更优化的控制调度系统提供新的研究思路.