日调节水库梯级优化调度方法的设计与实现

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随着我国水电能源的梯级滚动综合开发,梯级水库联合优化调度已成为水库调度领域的一个重要研究内容。但是由于水库库容小、调节能力差等表面因素,日调节梯级水电站的联合优化调度研究长期被人们所忽视,而失去了其潜在且可观的梯级衔接调度效益,同时考虑到目前水电企业的水库管理已逐步实现集中化与信息自动化,本文选择福建富屯溪流域的三级日调节梯级水电站作为研究对象,设计出适用于日调节梯级水电站的联合优化调度方法,并研究开发相应的优化调度系统,以期解决日调节梯级水电站优化调度研究困难的问题。本文主要从日调节梯级水电站联合优化调度的方法选择、日调节梯级联合优化调度的计算以及日调节梯级优化调度系统的设计实现三个方面进行详细研究。(1)根据日调节梯级水电站的调度特征,对梯级联合优化调度中常用的基于数学理论的智能优化算法(包括传统数学方法与现代启发式算法)与依托水文学原理的物理成因分析算法进行对比分析,选择并设计了一种适合于日调节梯级短期优化调度的出力水位物理成因分析算法,并在此基础上确定了日调节水电站梯级发电量最大的目标函数,解决了具有单调性、同步性的日调节梯级水电站短期优化调度研究困难的问题。(2)考虑到日调节梯级水电站的各种制约条件与影响因数,结合基于水文学原理的出力水位物理成因分析算法,设计了一种多要素日调节水库梯级联合优化调度诺模图,以此实现基于多要素诺模图的日调节梯级优化调度计算,其具体计算步骤包括调度关键因素、确定水力滞时、分析区间流量、计算调度出力、修正计算误差等,计算结果能够综合考虑上库前一时段平均坝前水位、平均尾水位与电站平均出力,并参考本库当前坝前水位和尾水水位等,对梯级日调节水库的联合调度计算具有科学的指导意义。(3)研究开发了集发电调度与运行管理为一体的日调节梯级水电站联合优化调度系统,系统基于上述研究提出的改进的出力水位物理成因分析算法和联合优化调度诺模图,采用B/S、C/S混合结构与软件分层设计模式,对总体架构、应用数据库与功能模块等方面进行了设计。该系统已实现并应用于本文的研究对象—洋口、峡阳与照口日调节梯级水电站,有效提高了水电站调度运行的管理效率与经济效益。
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