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基于嵌套优化的梯级水电站日总负荷分配研究

四川大学学报（工程科学版） 2017年第S1期49卷 59-65页

作者：李基栋黄炜斌湛洋马光文刘刚四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川川投田湾河开发有限责任公司四川成都610065

电力电量平衡是电力调度部门进行效益均衡,合理安排电站运行的重要手段。梯级水电站水力联系紧密,经常作为一个整体参与全网电力电量平衡。针对梯级水电站整体参与电力电量平衡后,总负荷在梯级水电站间的协调分配问题,建立梯级水电站短... 详细信息

电力电量平衡是电力调度部门进行效益均衡,合理安排电站运行的重要手段。梯级水电站水力联系紧密,经常作为一个整体参与全网电力电量平衡。针对梯级水电站整体参与电力电量平衡后,总负荷在梯级水电站间的协调分配问题,建立梯级水电站短期日总负荷分配模型,为了在负荷分配的过程中同步得到梯级各电站的优化运行方案,提出模型求解的嵌套优化算法,算法以梯级总蓄能最大为外层优化,寻优计算过程中嵌套以发电量最大化为目标的短期优化计算单元为内层优化,外层优化实现了日总负荷在梯级各电站间的合理分配,同时内层优化计算单元实现了各电站优化运行方式的生成。以大渡河大岗山及以下梯级水电站为例选取了典型日进行实例计算,计算结果表明:优化分配方案通过控制性水库的水量调节作用满足日总负荷目标要求,同时其余调节能力较弱的水库日初末水位保持一致,且日内水位变化过程较为合理,有效利用了水库的调节能力;另外梯级各站均无不合理弃水,负荷过程在同一峰平谷时段内平稳,并且满足一定的峰谷比的要求,能为电网制定并下达梯级发电计划提供实用参考。总体来看,本文提出的日总负荷分配模型与嵌套优化计算方法原理简单、易于操作,能够实现梯级电站间水量电量的合理匹配,达到高效利用水能资源的目的。

关键词：梯级水电站电力电量平衡负荷分配短期优化嵌套优化

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梯级水库联合运行水位控制方式研究

系统工程理论与实践 2016年第6期36卷 1625-1632页

作者：李基栋黄炜斌赵庆绪马光文四川大学水利水电学院成都610065 西南电力设计院成都610065

梯级水库联合运行的水库水位控制方式是充分发挥梯级水库综合经济效益的重要课题,尤其是对具有较强调节能力的大型梯级水库,联合运行的梯级水库蓄水水位,消落水位控制方式的合理性和有效性决定了梯级电站综合效益的好坏.本文以雅砻江下... 详细信息

梯级水库联合运行的水库水位控制方式是充分发挥梯级水库综合经济效益的重要课题,尤其是对具有较强调节能力的大型梯级水库,联合运行的梯级水库蓄水水位,消落水位控制方式的合理性和有效性决定了梯级电站综合效益的好坏.本文以雅砻江下游梯级水库为例,建立了梯级水库群优化调度模型,提出并采用二重逐步优化计算方法,探讨了蓄水起始时间,最低运行水位的确定等水位控制方式中的两个关键性问题,并以该成果为基础,得到了不同来水频率下的优化水库水位控制方式,所得结论可为雅砻江下游梯级水库实际运行中调度方案的制定提供参考.

关键词：梯级水库联合优化调度水位控制方式雅砻江发电效益

考虑闸门实际运行的雅砻江下游梯级水库联合防洪优化调度

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四川大学学报（工程科学版） 2014年第4期46卷 20-25页

作者：王靖鄢尚陈仕军黄炜斌李基栋四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

针对当前梯级水库防洪调度侧重以水库为基本单元的算法研究且较少考虑闸门实际运行的问题,提出基于闸门运行调度规则和多步次逐步优化(MSPOA)算法的防洪调度模型。根据水库实际情况建立闸门数字化代表性组合策略,采用MSPOA优化计算各梯... 详细信息

针对当前梯级水库防洪调度侧重以水库为基本单元的算法研究且较少考虑闸门实际运行的问题,提出基于闸门运行调度规则和多步次逐步优化(MSPOA)算法的防洪调度模型。根据水库实际情况建立闸门数字化代表性组合策略,采用MSPOA优化计算各梯级水库的泄洪流量,应用2分法在组合策略中进行快速定位,通过2次计算确定各道闸门的准确开度进而实现泄洪流量的闸门分配。对2场典型洪水的优化结果显示:MSPOA计算时间较POA分别减小43.2%、64.0%,收敛速度更快,且能有效克服局部最优缺陷;配合组合策略进行闸门调度,满足了实际要求,提高了计算效率,具有很好的实用性和可操作性。

关键词：水库防洪调度闸门雅砻江

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巨型水电站厂内经济运行及效益分析

电网技术 2015年第9期39卷 2478-2483页

作者：沈圣黄炜斌李基栋马光文郭乐水力学与山区河流开发保护国家重点实验室(四川大学水利水电学院) 四川省成都市610065 中国长江三峡集团公司湖北省宜昌市443000

目前,水电站厂内经济运行的实际应用在中小型水电站上取得了较好的成效,而在巨型水电站上却缺乏深入的研究。以瀑布沟水电站(发电容量3 600 MW)为研究实例,根据巨型电站的实际生产运行情况,充分考虑了其所担负的电网调峰、调频的任务,... 详细信息

目前,水电站厂内经济运行的实际应用在中小型水电站上取得了较好的成效,而在巨型水电站上却缺乏深入的研究。以瀑布沟水电站(发电容量3 600 MW)为研究实例,根据巨型电站的实际生产运行情况,充分考虑了其所担负的电网调峰、调频的任务,增加了避免机组出力大面积转移的约束条件;以水电站耗水量最小为目标,建立了准实时优化分配的数学模型,采用改进的时间-空间动态规划算法进行求解。计算结果显示瀑布沟电厂日发电耗水率由2.652 m3/(kW×h)下至降2.585 m3/(k W×h);厂内经济运行可将经济效益提高近2.5%;平均计算耗时0.168 s。与采用遗传算法(genetic algorithm,GA)计算所得结果对比表明,该模型求解精度高,运算速度快,有较强工程实用价值,是一种提高巨型水电站水能利用率和发电效益的有效方法。

关键词：巨型水电站准实时优化分配出力大面积转移厂内经济运行改进时间-空间动态规划算法

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基于改进蝙蝠算法的梯级水电站经济调度

工程科学与技术 2018年第2期50卷 84-90页

作者：江方利黄炜斌李基栋刘刚陈仕军马光文四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川投田湾河开发有限责任公司四川成都610000

梯级水电站中长期经济调度是一个典型非线性优化问题,通常要求在满足复杂的水力、电力约束条件,兼顾求解效率的同时实现梯级发电量最大。为有效解决这一问题,通过改进标准蝙蝠算法(bat algorithm,BA)更新策略和引入差分进化算法(differe... 详细信息

梯级水电站中长期经济调度是一个典型非线性优化问题,通常要求在满足复杂的水力、电力约束条件,兼顾求解效率的同时实现梯级发电量最大。为有效解决这一问题,通过改进标准蝙蝠算法(bat algorithm,BA)更新策略和引入差分进化算法(differential evolution,DE)变异、选择操作,提出一种改进的蝙蝠算法(improved bat algorithm,IBA)。对标准蝙蝠算法更新策略进行以下改进:1)蝙蝠个体脉冲频率不随种群迭代而更新;2)蝙蝠个体脉冲发射率和脉冲音量随种群迭代而更新;3)无条件接受全局搜索产生的新解,有条件接受局部搜索产生的新解;4)改进飞行速度公式,缩小新个体与当前种群最优个体的偏离值。同时,针对蝙蝠算法种群多样性差、易陷入局部最优的缺点,引入差分进化算法中的变异、选择操作,实现动态控制变异概率。建立兼顾梯级最小出力最大化的梯级总发电量最大模型,利用大渡河流域瀑布沟、深溪沟、枕头坝一级梯级水电站经济调度问题实例,从流域长系列径流资料中选取典型年,对IBA的主要控制参数(缩放因子、最大迭代次数)进行测试与分析。采用IBA、BA、逐步优化算法(POA)对同一典型年进行模拟调度。从枯期出力特征、梯级发电量、算法运行时间3项指标综合来看,对于复杂的梯级水电站经济调度问题,改进的蝙蝠算法能够在枯水期给电网提供尽可能大而稳定的出力,同时缩短计算时间,获得更高精度解。

关键词：优化调度改进蝙蝠算法差分变异梯级水电站

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基于二次反调节作用的水电站调峰潜力研究

水力发电学报 2015年第2期34卷 189-194页

作者：李基栋黄炜斌徐廷兵王靖刘广宇四川大学水利水电学院成都610065 西南大学基建后勤处重庆400715 雅砻江流域水电开发有限公司成都610065

在实行分时电价政策背景下,为探究梯级水电站调峰潜力,指导年调节水电站调峰运行,保障年调节水电站经营效益,在总结水电站调峰潜力评价指标,分析调峰潜力计算原则基础上,建立了可考虑下游梯级水电站水库反调节作用的水电站调峰潜力计算... 详细信息

在实行分时电价政策背景下,为探究梯级水电站调峰潜力,指导年调节水电站调峰运行,保障年调节水电站经营效益,在总结水电站调峰潜力评价指标,分析调峰潜力计算原则基础上,建立了可考虑下游梯级水电站水库反调节作用的水电站调峰潜力计算模型,以黑水河梯级电站为例,充分考虑色尔古电站反调节作用及柳坪电站二次反调节作用,探讨了毛尔盖水电站调峰潜力。经仿真计算,表明该模型计算能有效提高毛尔盖电站水能资源利用效率,提高水电站发电效益,且计算过程清晰可靠,切合实际。

关键词：水利工程调峰潜力二次反调节毛尔盖水电站

大型梯级水库“风-光-水”联合运行方式研究

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中国农村水利水电 2024年

作者：李基栋漆楚杰汪一舟陈学毅张羽陈仕军四川农业大学水利水电学院四川大学水利水电学院

组建水风光互补发电系统是充分利用大规模风电、光伏的有效途径。尽管当前针对大型“风-光-梯级水电”互补电力系统在容量配置、运行方式优化等方面的研究较多，但多能互补对梯级水库系统运行方式，特别是对水位控制规律等方面的影响尚... 详细信息

组建水风光互补发电系统是充分利用大规模风电、光伏的有效途径。尽管当前针对大型“风-光-梯级水电”互补电力系统在容量配置、运行方式优化等方面的研究较多，但多能互补对梯级水库系统运行方式，特别是对水位控制规律等方面的影响尚未得到充分揭示。以大型“风-光-梯级水电”互补发电系统为例，建立了兼顾发电量最大化和最小出力最大化的多目标优化调度模型，最后选择了丰水年、平水年和枯水年三个典型年进行出力过程和水位控制过程等的对比分析，比较梯级水电站互补运行与单独优化运行在出力指标、出力过程、水位控制过程等方面的差异。结果表明：（1）对于非汛期平均出力而言，互补作用对梯级水电站的最小出力有显著影响，对平均出力影响较小。如丰水典型年中，从不考虑互补运行变动至极限互补运行状态，最小出力分别减少了76.02%和60.71%，平均出力分别减少了0.23%和0.60%；（2）不同的最小出力值，决定了用于驱动水风光出力互补的调节能力大小，可以反映水风光互补运行的程度。如丰水年中，非汛期最小出力由6844.3MW变动至10227.6MW，使不同的运行状态对应的平均出力逐渐减小，由10389.76MW减小至10244.06MW。互补运行程度越高，用于优化以提升总电量的能力越低。

关键词：风电光伏梯级水库多能互补多目标优化

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南水北调西线一期工程对四川水电产业的影响

南水北调与水利科技 2016年第A1期14卷 196-200页

作者：李基栋黄炜斌湛洋沈圣王玉华四川大学水利水电学院成都610065 中国长江三峡集团公司湖北宜昌443000

南水北调西线一期工程拟从雅砻江、大渡河源头分别调水56 亿m^3 、24 亿m^3 , 调水将减少雅砻江、大渡河、金沙江（以下简称“三江” ）径流量.为综合分析西线一期调水对四川水电产业的影响, 从梯级电站径流、发电量、装机容量、枯水... 详细信息

南水北调西线一期工程拟从雅砻江、大渡河源头分别调水56 亿m^3 、24 亿m^3 , 调水将减少雅砻江、大渡河、金沙江（以下简称“三江” ）径流量.为综合分析西线一期调水对四川水电产业的影响, 从梯级电站径流、发电量、装机容量、枯水期平均出力、发电税收等几个特征指标入手, 通过建立梯级水库群联合优化调度模型来计算分析调水的影响并提出了相应的补偿机制建议.结果表明：调水将影响四川省“三江”梯级电站82 座, 减少年发电量442 亿kW·h, 减少装机容量970 万kW, 造成“三江”支流部分已规划电站失去经济开发价值, 对四川水电产业影响较大, 建立合理的补偿机制是必要的.

关键词：南水北调西线一期工程水资源水力发电雅砻江大渡河金沙江四川水电产业

基于小波去噪和FA-SVM的中长期径流预报

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人民长江 2020年第9期51卷 67-72页

作者：晋健刘育王琴慧刘芬香李基栋成都大汇智联科技有限公司四川成都610041 国家能源集团大渡河流域水电开发有限公司四川成都610041 四川农业大学水利水电学院四川雅安625014

为优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型参数,提高中长期径流预报精度,建立了基于FA-SVM的中长期径流预报模型。该模型以样本中训练期均方差最小为目标函数,利用萤火虫算法(Firefly Algorithm,FA)对支持向量机主要参数(惩罚... 详细信息

为优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型参数,提高中长期径流预报精度,建立了基于FA-SVM的中长期径流预报模型。该模型以样本中训练期均方差最小为目标函数,利用萤火虫算法(Firefly Algorithm,FA)对支持向量机主要参数(惩罚系数C、核函数参数g和不敏感损失系数ε)进行了优化。以岷江上游的紫坪铺水库为例,运用小波去噪法对各月径流序列进行数据预处理后,利用FA-SVM模型与BP神经网络模型进行了中长期径流预报。结果表明:①运用小波阈值法能够较好地滤除各月径流序列的系统噪声和测量噪声;②FA-SVM模型中长期径流预测效果较好,预报精度等级均在丙级以上;③FA-SVM模型的预报效果优于BP神经网络模型。

关键词：中长期径流预报参数优化支持向量机萤火虫算法小波去噪紫坪铺水库