水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的多重動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型

分發(fā)電和供電2個(gè)方面,結(jié)合十幾年運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),從加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行、檢修、維護(hù)和提高工作人員的技術(shù)水平和管理水平等幾個(gè)方面提出促進(jìn)馮家山水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的具體措施。

水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是充分利用水能資源的一項(xiàng)增產(chǎn)措施,也是減少水能消耗的一項(xiàng)節(jié)能措施.但水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行涉及影響因素多,約束條件復(fù)雜,是一項(xiàng)較復(fù)雜的系統(tǒng)工程.不同水電站特征千差萬別,加大了水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)施難度.結(jié)合某流域的情況從控制方式等分析了水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致我國對電力資源的需求量越來越大，水電站的建立無疑解決了我國的這一需求。但由于在實(shí)際的開發(fā)利用中缺乏穩(wěn)定有效的運(yùn)行制度，這使得優(yōu)化水電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理成為了當(dāng)今我國進(jìn)行能源和環(huán)境戰(zhàn)略的重要舉措。本文就水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要因素進(jìn)行了介紹，并提出了提升水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的相關(guān)措施。

首先分析了水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價(jià)現(xiàn)狀,進(jìn)而探討了影響經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益的因素,并給出了水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的評價(jià)內(nèi)容,最后闡述了水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價(jià)體系的構(gòu)建與應(yīng)用,以期為水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價(jià)工作提供借鑒與參考。

我國已經(jīng)成為了世界第二大能源消費(fèi)國。我國在能源結(jié)構(gòu)與發(fā)展上相當(dāng)不平衡，水力發(fā)電占的比例較少，對水力資源的利用率還較低。因此大力的發(fā)展水電是我國未來很長一段時(shí)間內(nèi)的能源發(fā)展重點(diǎn)。在新形勢下，提高水電站運(yùn)行的管理水平，提高水電站的發(fā)電效益、保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著非常重要的意義。在文中對水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價(jià)進(jìn)行了分析，并就改善水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價(jià)提出了兩點(diǎn)建議。

人工智能與水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行——本文通過對水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題的優(yōu)化，用面向?qū)ο蟮能浖?gòu)造，完成約束滿足問題csp（constraintsatisfactionproblem）的推理求解，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)表示、約束傳遞、智能回溯，并在微機(jī)上模擬運(yùn)行。用面向?qū)ο?、人工智能的方式解決水電...

針對水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行受固有誤差和電站設(shè)備在制造、安裝、檢修、運(yùn)行等方面因素的影響,其理論優(yōu)化方案與實(shí)際運(yùn)行存在偏差的問題,基于誤差理論,對廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行存在的誤差進(jìn)行了系統(tǒng)分析,并就誤差源的采集以及誤差的傳遞公式給出了合理化的建議。

經(jīng)濟(jì)運(yùn)行考核是衡量一個(gè)水電站管理水平的方式，也是促定節(jié)能降本增效的一個(gè)重要手段。雖然各發(fā)電集團(tuán)對水電廠經(jīng)濟(jì)效益日益重視，但對水電廠經(jīng)濟(jì)效益的考核卻沒有一個(gè)能顧及水電廠實(shí)際、操作簡單、系統(tǒng)的考核模式。本文本著充分利用水資源，以水量定電量的原則，提出了發(fā)電量系數(shù)、耗水率系數(shù)和水量利用系數(shù)的考核體系。該方法摒棄了入庫水量的變化對水電站經(jīng)濟(jì)效益的影響，更加客觀公正。

為節(jié)約能源、減少損失,創(chuàng)造最大經(jīng)濟(jì)效益,提出建立構(gòu)皮灘水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體系。通過制定合理的開停機(jī)策略、優(yōu)化機(jī)組組合、強(qiáng)化人員爭電意識(shí)、避免機(jī)組空載和超額定出力運(yùn)行、量化發(fā)電指標(biāo)及合理運(yùn)行輔助設(shè)備等措施,在保障電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

本文介紹了魚跳水電站的實(shí)際運(yùn)行狀況,并對創(chuàng)新運(yùn)行體制、合理調(diào)度水庫、降低耗水率、制定科學(xué)的運(yùn)行規(guī)程、技術(shù)改造等多種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施方面進(jìn)行了分析與探討。

回顧了黃壇口水電站的建設(shè)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的變化過程,對黃壇口大壩弧型閘門更新及1~4號(hào)機(jī)組增容改造后,實(shí)施抬高黃壇口水庫的發(fā)電運(yùn)行水位,優(yōu)化湖南鎮(zhèn)和黃壇口兩水電站水庫調(diào)度兩項(xiàng)措施的可行性進(jìn)行了分析,提出實(shí)施黃壇口水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有關(guān)措施,并預(yù)測了挖潛增效的經(jīng)濟(jì)效益。表2個(gè)。

以水電站運(yùn)行成本最小為目標(biāo),提出了一種用混合遺傳算法實(shí)現(xiàn)大型電站最優(yōu)運(yùn)行計(jì)劃的方法。該方法考慮了機(jī)組能量特性差異,并能在旋轉(zhuǎn)備用、起停成本、空蝕振動(dòng)區(qū)、機(jī)組可用性等約束條件下,制定出電站日內(nèi)96段最優(yōu)運(yùn)行計(jì)劃。該方法避免了動(dòng)態(tài)規(guī)劃等算法處理多約束、大型優(yōu)化問題的困難,同時(shí)提高了遺傳算法的精度。算例表明,方法精度高,計(jì)算速度快。

隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的中小型，低水頭水電站被開發(fā)利用，所占的比例也在逐年增加，因此，對于低水頭水電站如何采取更有效的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，成為這些年來熱門的話題，本文主要就低水頭水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本要求，方式，必要因素，探討的方面進(jìn)行綜述。

二門山水電站現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方法是:據(jù)每臺(tái)機(jī)組最大可能出力按比例分配負(fù)荷的折中方法,此方法存在著客觀局限性。而全數(shù)字仿真水輪發(fā)電機(jī)組智能調(diào)度系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)運(yùn)行方法的諸多缺點(diǎn),是水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行全新的理念。

對水電站而言,節(jié)能減排工作重點(diǎn)放在節(jié)能上,也就是提升水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。以我國已建水電裝機(jī)2億kw規(guī)模,多年平均發(fā)電按3000h左右計(jì)算,年均發(fā)電量就有6000億kw.h;如果在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上,各水電廠通過優(yōu)化、改善經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理水平,再提升1%左右的電量是有可能實(shí)現(xiàn)的。這樣每年可增發(fā)60億kw.h的電量,相當(dāng)于建造1座200萬kw裝機(jī)容量的水電站。作者結(jié)合在基層水電廠20多年從事生產(chǎn)管理工作的實(shí)踐,從流量q、水頭h、效率η這三個(gè)水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要因素出發(fā),分別論述和探討強(qiáng)化精益管理,確保發(fā)供電設(shè)備、設(shè)施可靠;科學(xué)調(diào)度水庫,提升水量利用率;優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式,降低發(fā)電單耗;加快設(shè)備改造,提高發(fā)電效率等提升水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有關(guān)措施。建議國家和行業(yè)應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)辦法,鼓勵(lì)水電站開展這方面的工作。

為了實(shí)現(xiàn)水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,提高經(jīng)濟(jì)效益,提高電能質(zhì)量,改革現(xiàn)行發(fā)電調(diào)度方式;開展節(jié)能發(fā)電調(diào)度,分析現(xiàn)行運(yùn)行情況,取得企業(yè)效益最大化。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)不斷進(jìn)步，電能消耗增多，能源消耗加大，因此，在水電站中經(jīng)濟(jì)節(jié)能的運(yùn)行是非常重要

隨著電站裝機(jī)容量和機(jī)組臺(tái)數(shù)的不斷增加,利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃求解水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題,將面臨\"維數(shù)災(zāi)\"和實(shí)效性問題。近些年,粒子群算法作為一種新型的群體智能優(yōu)化方法,由于能夠彌補(bǔ)動(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算時(shí)間長、內(nèi)存占用量大等諸多不足,在水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面得到了廣泛重視。現(xiàn)有文獻(xiàn),大多數(shù)從方法的應(yīng)用角度探討較多,但從替代動(dòng)態(tài)規(guī)劃的必然性和潛力方面探討較少,鮮有實(shí)例分析。本文以百萬級裝機(jī)千瓦的烏江渡水電站為實(shí)例,深入分析與比較了粒子群算法與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的優(yōu)劣,認(rèn)為粒子群算法是代替動(dòng)態(tài)規(guī)劃、求解裝機(jī)規(guī)模龐大的巨型水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效方法。

針對水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中需要考慮的關(guān)鍵問題,建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)該模型的特點(diǎn),提出了一種基于遺傳算法求解的新思路。該算法采用浮點(diǎn)數(shù)編碼技術(shù)和以發(fā)電運(yùn)行總成本倒數(shù)為適應(yīng)度函數(shù),并設(shè)計(jì)了一些啟發(fā)式技術(shù)和遺傳操作算子有效地處理模型中的各種約束條件,使得算法在遺傳操作迭代過程中的所有個(gè)體都是可行解。實(shí)例研究表明,模型合理,算法可行、有效。

通過對水電站運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行分析,建立了水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型,確定了約束條件,明確了水電站進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所必備的條件,在不降低水庫防洪安全的前提下,增加了水電站的發(fā)電效益,并通過具體的實(shí)例分析,證明了水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的可行性。

針對白龍江流域苗家壩、碧口、麒麟寺電站為實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為目標(biāo),依據(jù)梯級電站各水輪機(jī)組運(yùn)行特性,就提高水輪機(jī)組聯(lián)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平,進(jìn)行了分析及探討。并通過梯級電站就水量及電量平衡對比分析,得出梯級電站發(fā)電量關(guān)系曲線,并就防洪調(diào)度及流域調(diào)度管理等方面提出要求,對梯級電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作具有一定指導(dǎo)意義。

水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題在本質(zhì)上是一個(gè)目標(biāo)函數(shù)連續(xù)和變量離散的非線性約束優(yōu)化問題。針對其求解困難,本文將模型轉(zhuǎn)換為只具有兩界約束和離散約束條件的優(yōu)化問題,并首次將罰函數(shù)法和一種新型的群智能算法——仿電磁學(xué)算法融合起來對該優(yōu)化問題進(jìn)行求解。詳細(xì)闡述了算法的改進(jìn)過程、離散變量的處理和基本求解步驟。通過兩個(gè)算例的仿真分析及其與遺傳算法的比較可知所提算法在水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面正確有效。