流域梯级水电站联合优化调度辅助决策系统研究(I)

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1、YIIIlllilll,rlf,5"fl／13l{llfilllllJll8l／lI,J7,：'lll／lSl,'illll流域梯级水电站联合优化调度辅助决策系统研究tudyonUnitedOptimalOperationAidDecisionSystemforCascadeHydropowerPlants博士学1立论文一级学科筐堡型堂皇工程学科专业工程篮堡研究生鲑炷指导教师钍登堡教援天津大学建筑工程学院二oo七年十二月第一章绪论1．I研究背景及意义梯级水电站联合优化调度是指在对梯级水电站运行状态实施集中、全面和实时监控的基础上，运用现代信息技术

2、，以及优化控制理论方法，科学合理地制定发电计划，在最大限度提高水电系统安全可靠性的同时，降低发电运行成本，提高水电企业的经济效益与社会效益。一般来说，水电企业经营状况与发电量有着直接的关系，调度方法的优劣将直接影响其发电量和效益。企业管理的核心是经营，重点是决策n1。只有正确地制定调度决策方案，合理地组织发电计划，并根据水库来水变化、电网要求以及水库水位状况，不断地分析比较、修改原有方案，才能使电站运行始终处于最优或较优状态。在决策过程中，除了需凭借专业调度人员的经验外，还要综合运用现代管理科学理论，将决策过程中的定量计算与定性分析相结合口1。因

3、此，为了能够更好地发挥水电站的作用，国内外许多专家学者经过多年的研究与实践，已形成了一套针对梯级水电站优化调度决策问题行之有效的解决方法，特别是近年来随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，使得梯级水电站调度人员运用计算机软件生成调度决策方案的理想成为了现实。国外发达国家自上世纪70年代起就对水电系统计算机辅助调度进行了研究和探索，美国、瑞士、英国等国家已基本实现了水电站计算机优化调度管理，例如美国加利福尼亚中心流域工程优化调度系统(CVP)和田纳西流域机构水资源优化调度系统(HYDROSIM)等，这些研究成果的应用，使得水电系统的调度决策具有科学依

4、据，提高了水电站的科学运行管理水平，同时也为水电企业创造了可观的经济效益∞1。国内一些科研单位也相继开发出了多个水电站优化调度系统，但是并未成熟和完善，理论和应用之间尚存在一定的差距。主要存在的问题有：(1)区域来流量预测精度较低。以往该方面存在的主要问题：一是流域径流季节性变化影响因素较多，按照单纯的时间序列法不能满足流域径流规律存在的时空变异性要求；二是径流原始数据来自于监测系统，由于传感设备或通讯设备的系统误差和随机误差，造成了原始数据样本存在偏差。因此，能否提高区域来流量的预测精度是水电站调度决策结果优劣的关键。第一章绪论(2)由于先前计

5、算机技术水平较低，计算时间较长，往往会导致在线调度无法实现，因此系统大多是建立在单一调度模型基础上，这样无论在计算精度、可信度方面，还是在对实际调度工况发生变化的适应性方面，都不能满足实际调度决策的可靠性、安全性和经济性要求。(3)以往系统中考虑的优化目标一般只有企业发电效益一项。然而，水电系统联合调度应该是一个多目标优化问题，尤其是厂内经济运行问题，已经成为了当前研究的热点H1，因此研究水电站调度辅助决策系统需将发电过程所消耗的能量大小也纳入到制定决策方案的考虑之中。因此，研制技术先进、功能完善的梯级水电站联合优化调度辅助决策系统，帮助调度人员

6、通过与系统软件直接交互使用数据和分析模型解决调度决策问题哺1，使调度人员能够尽可能精确地对调度方案进行仿真和模型化，并允许试验不同的假设与修改调度方案，最终达到改善水电运营管理人员的工作方式，提高他们的工作效率、行为水平和实施决策时对信息需求的目标。本论文针对我国西南某流域梯级水电站联合优化调度生产的实际需求，研制开发出了实用性强、操作简便的梯级水电站联合优化调度辅助决策系统。对解决该流域水资源合理利用问题、促进水电站优化调度与生产实际的紧密结合，具有重要的理论意义和实用价值。1．2梯级水电站联合优化调度基本理论梯级水电站联合优化调度是指合理地安

7、排水电站的发电计划，最优地利用水力资源，使水电企业取得最大的经济效益和社会效益。(1)调度周期的划分梯级水电站在电力系统运行中的调度周期，通常按照工作时间的长短划分为三种不同的运行方式【副，分别是：长期运行方式、短期运行方式和厂内经济运行方式。三者相互依从和制约，构成水电系统科学的整体关系。如图1-1所示。}毡站发}毡缓优负舒l冬l短甥靛电耗水篼毳嘲睁蔓}；L燃特性负髓翻线也翦}≥住蠡l防}≥惶水文特性

8、乜列l々t嘻警均籍，捧K端骑4哗瘩文铸栉约求象佟图l-1水电站经济运行方式2镌定蓬墓第一章绪论长期调度是指对于具有年调节性能的水库，首先要安排调

9、度年度内供水、蓄水情况和运行方式。具体内容是以水电厂水库调度为中心，包括电力系统的长期电力电量平衡、设备检修计划的安排、备用方式的确定、