漫湾水电站兴利调度研究

-1-漫湾水电站兴利调度研究学校：昆明理工大学-2-StudyonOptimumOperationofActiveCapacityofManwanHydropowerPlantStationSchool:：KunmingUniversityofScienceandTechnology-3-中文摘要本文以漫湾水电站为背景，进行设计枯水年调节计算和设计中水年常规调度计算，求得设计中水年年发电量。并对该电站设计中水年利用确定性动态规划法进行优化调度计算，求得该年发电量，以比较二者的差异。关键词：漫湾水电站；常规调度；优化调度；格点法；程序；确定性动态规划-4-AbstractThisarticletaketheManwanhydroelectricpowerstationasabackground,carriesonthedesignlowflowyearadjustmenttocalculateandtodesignaverageyearconventiondispatchcomputation,obtainstheannualenergyproductionofthedesignaverageyear.Andthedesignaverageyearofthewaterpowerplantcarriesontheoptimizeddispatchcomputationusingthedefinitedynamicprogramminglaw,obtainsthisyearannualoutput,comparesthetwothedifference.Keywords:ManwanHydropowerStation；conventionalscheduling；optimalscheduling；latticemethod；program；deterministicdynamicprogramming。-5-目录第1章前言.......................................................................................................................61.1本设计的目的和意义.................................................................................................61.2课题国内外研究状况综述.........................................................................................61.3本设计的指导思想.....................................................................................................81.4本设计应解决的主要问题.........................................................................................8第2章水库兴利调度的方法.........................................................................................92.1本文的研究内容.........................................................................................................92.2水库兴利调度的方法.................................................................................................9第3章漫湾水电站常规调度计算...............................................................................193.1原始资料...................................................................................................................193.2水文分析计算...........................................................................................................223.3水力计算...................................................................................................................293.4水能计算...................................................................................................................30第4章设计中水年优化调度计算...........................................................................334.1确立数学模型...........................................................................................................334.2求解漫湾水电站优化调度模型...............................................................................34第5章对比分析及结语.....................................................................................................415.1对比分析...................................................................................................................415.2结论...........................................................................................................................415.3本文的不足以及今后研究的重点...........................................................................42总结与体会.............................................................................................................................43谢辞........................................................................................................................................44参考文献.................................................................................................................................45-6-第1章前言1.1本设计的目的和意义河川径流的剧烈变化，给我们带来很多不利的后果：汛期大洪水容易造成灾害；枯水期水少不能满足兴利需要。如果设法把汛期的洪水存起来到枯水期再利用，这样不仅使枯水期需水量得到满足，而且能起到削峰减灾的作用。所谓水库调度，也称水库控制运行，是管理和控制水库安全可靠运行，合理利用水资源、发挥水库综合效益的重要措施。常常将水库调度分为防洪调度和兴利调度两部分。根据设计水电站及下游地区的防洪要求，利用水库的防洪库容调节洪水，以控制汛期水位和下泄流量的工作称为防洪调度；根据兴利用水的要求，确定水库兴利库容运用时期的供蓄水量的工作称兴利调度。]1[水电站水库调度的目的在于利用水库的调蓄能力，妥善处理在不能准确预知径流情况的条件下发电与防洪等兴利部门之间的矛盾、水电站工作的可靠性和经济性之间的矛盾、水电站电力电量供需之间的矛盾等，使水电站给电力系统提供尽可能多的容量和电量效益。水电站水库调度的基本依据，是根据河川径流特性及电力系统和综合用水部门的要求，按水库调度之目的而编制的水库调度图。它综合反应了各部门的要求和调度原则，是指导水电站水库运行的工具。编制合理的水库调度图并按其指示的方式运行，是使水电站在国名经济中充分发挥效用的关键性工作。水库兴利调度可以在枯水期使水电站的发电量增加，这不仅能够满足用户的需要，还可以调节能源结构，降低火电消耗，并且兴利调度改善了下游流量，维持了一定得生态稳定。1.2课题国内外研究状况综述水库的优化调度是一个多阶段决策过程。最早把优化概念引入到水库调度的是美国人Mases，始于1946年。西方国家的专业文献一般认为1955年美国哈佛大学水资源大纲标志着系统分析及优化模型在水资源规划及管理中应用研究的开端。从水库调度讲，Little于1955年提出随机的输入径流用Markov过程描述。并依据大古力水电站39年资料推求入流的概率转移矩阵，建立一个水电系统离散随机动态规划调度模型，指导水库优化调度，从而标志着用系统科学方法研究水库优化调度的开始]2[。20世纪50年代末期到80年代中期，随着系统工程学、计算机、-7-遥感、通信技术的迅猛发展，以线性规划、非线性规划和动态规划为代表的优化技术在水库调度中得到了广泛研究。水库优化调度的发展，经历从单库到多库、从简单到复杂的过程。早期的水库调度主要以线性规划和非线性规划方法来求解，以单库为主；后来，动态规划应用于水库优化调度中，可求解一些更复杂的问题，并能得到更好的解。但是，当问题的状态变量增多时，动态规划存在“维数灾”问题，导致计算时间增加以至问题无法求解。1999年，RobinWardlaw和MohdShanfi详细介绍了遗传算法在水库优化调度中的应用，并讨论了遗传算法的不同遗传算子对遗传算法性能的影响，应用合适的遗传算子，成功地解决了四水库问题以及十水库问题]3[。遗传算法(GeneticAlgorithm，GA)等智能优化算法应用到水库优化调度当中来，推动了水库优化调度的发展。我国水库优化调度的研究始于60年代。初期的水库调度主要是半经验、半理论的方法，即考虑前期水文气象因素(如降雨等)对预留防洪库容的影响，通过防洪控制图(调度图)来进行操作的。半经验半理论方法具有操作简单等优点，是国内外水库调度常用的方法，但它也有明显的不足，例如，难以充分利用流域与水库的实时信息；没有充分挖掘水库的兴利和防洪效益等。我国现代实用水库优化调度模型研究始于20世纪70年代末，初期以单库调度为主，80年代我国开始水库群优化调度研究。董子敖和张勇传是国内水库优化调度的开拓者，他们为水库优化调度的发展做出了重大贡献。动态规划在应用于水库优化调度上取得了辉