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电力市场中的水火电优化调度模型及其应用

电网技术 2006年第15期30卷 45-49页

作者：吴至复曾鸣刘宝华袁德路烨林俊华北电力大学工商管理学院北京市昌平区102206 中山市城区电气工程有限公司广东省中山市528400

分析了水电站如何根据市场需求、价格情况、生产成本函数及利润函数确定其最佳放水率的问题,然后根据水、火电的不同特点并综合考虑电力市场环境下水、火电收益函数和用户需求,以水力、火力发电资源在最经济利用的条件下满足顾客需求为... 详细信息

分析了水电站如何根据市场需求、价格情况、生产成本函数及利润函数确定其最佳放水率的问题,然后根据水、火电的不同特点并综合考虑电力市场环境下水、火电收益函数和用户需求,以水力、火力发电资源在最经济利用的条件下满足顾客需求为目标建立了水火电优化调度模型,并推导出水火电联合系统最佳经济调度的必要条件,由此求出了一天中各时段的各水电厂最佳放水率(或最佳出力)和各火电厂最佳出力。最后举例说明了该模型在电力市场环境下的水火电优化调度中的应用,并证明了在该环境下通过水火电优化调度实现水电、火电和电网三方“共赢”的可行性。

关键词：水火电优化调度市场环境最佳放水率最佳出力

基于改进花朵授粉算法和需求响应的水火电优化调度

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基于改进花朵授粉算法和需求响应的水火电优化调度

作者：杨鑫三峡大学

学位级别：硕士

本文针对花朵授粉算法的不足,提出改进策略以提高算法的寻优能力。同时,也对基于需求响应的水火电优化调度模型进行研究,分别提出以供电公司利润最大和消费者利润最大两种水火电优化调度模型。最后将改进后的花朵授粉算法应用到水火电... 详细信息

本文针对花朵授粉算法的不足,提出改进策略以提高算法的寻优能力。同时,也对基于需求响应的水火电优化调度模型进行研究,分别提出以供电公司利润最大和消费者利润最大两种水火电优化调度模型。最后将改进后的花朵授粉算法应用到水火电站优化调度中。主要工作可以总结如下:首先,提出一种双向学习的花朵授粉算法（DLFPA）,将三种改进策略加入标准花朵授粉算法中。双向学习策略加强算法的局部搜索能力,提高解的精度,贪婪策略增加种群的多样性和全局搜索能力,动态转换概率策略更好地平衡全局和局部搜索之间的关系。然后用12个标准测试函数对DLFPA进行验证,将所得结果与DE、BA、CS、ABC、FPA、EOFPA和MGOFPA等算法得到的结果对比。其次,构建一个以供电公司利润最大为目标的需求响应模型,使消费者能够参与到电能的调配中。并将提出的需求响应模型与水火电优化调度模型结合,即供电公司通过给予消费者一定的补偿激励,使消费者在合理范围内减少用电,这样能在一定程度上减少发电厂的产电量,减少煤耗成本,降低对环境的污染。最后通过一个算例来说明模型的有效性和可行性。再者,将多种群机制引入花朵授粉算法中,提出一种多种群花朵授粉算（MPFPA）。花粉种群按照优劣程度分为三个子种群,每个子种群按照不同的方式搜索,以此来提高算法的寻优能力。通过两个工程设计实例,压缩弹簧设计和压力容器设计,对算法进行验证。在此基础上构建一个以消费者利润最大为目标的需求响应模型,并与水火电优化调度模型结合,而后用多种群花朵授粉算法对该模型进行求解。

关键词：花朵授粉算法需求响应双向学习多种群机制水火电优化调度

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面向水火电联合优化调度的分解算法研究

面向水火电联合优化调度的分解算法研究

作者：何思露重庆交通大学

学位级别：硕士

随着国民经济飞速发展,我国对电力的需求剧增.目前,火力发电仍然是我国主要的发电方式,其占比达到了 70%以上.然而,火力发电采用的原料基本都属于不可再生能源,燃烧过程会产生大量的污染排放,为了减少污染,目前采取的最有效措施是将水... 详细信息

随着国民经济飞速发展,我国对电力的需求剧增.目前,火力发电仍然是我国主要的发电方式,其占比达到了 70%以上.然而,火力发电采用的原料基本都属于不可再生能源,燃烧过程会产生大量的污染排放,为了减少污染,目前采取的最有效措施是将水电与火电进行联合供电,在保证电力供给的情况下最大限度地减少污染排放,同时降低联合发电的经济成本.为此,本文针对水火电联合调度问题,根据调度周期跨度的不同,研究了短期和中长期两种水火电优化调度模型.由于模型考虑了阀点效应、水电转换关系、来水径流随机性等复杂因素,因此目标函数非凸非光滑,并且优化问题包含了双线性约束.为此,本文先将原模型进行等价转换化,再利用基于拉格朗日割的Benders对偶(BDD)算法和多阶段混合整数随机对偶动态规划(SDDiP)算法对其进行求解,最后,通过仿真实验验证算法的有效性.本文具体的研究内容如下:针对水火电联合调度基本结构模型特性,在给定来水径流条件下构造了短期水火电调度数学模型,该模型考虑了汽轮机组阀点效应和水力连续性方程等限制条件.随后,本文采用了米字型三角形剖分对模型进行了全局线性优化,将原复杂的模型转化成了易于求解的混合整数规划模型.针对优化后的模型,利用改进的BDD算法对问题进行分解,并生成拉格朗日切割以快速迭代获取最优解.最后,选用了三个测试系统进行验证.结果表明:1)本文所设计的优化模型更易于得到有效的全局最优解,使得调度方案燃料费用成本值更低,在节约燃料成本的同时也对可再生水资源进行了充分有效利用.2)相比商业求解器和基本Benders算法,BDD算法无论是在迭代次数和迭代时间上,都具有显著优越性.针对中长期水火电联合调度系统运行特性,考虑了来水径流随机性和水力连续性方程等限制条件.随后,利用线性优化将原模型转化成了多阶段混合整数随机动态规划模型.针对优化后的模型,利用SDDiP算法进行问题分解,并生成一个更加紧缩的拉格朗日切割以快速迭代获取最优解.最后,选用测试算例进行验证.结果表明:1)相比多阶段非线性随机模型会造成水电出力值偏高的情况,本文优化后的模型精准度更高,对实际应用场景更有参考意义.2)相比SDDP算法在包含大量二元变量的多阶段混合整数随机模型中收敛停滞的情况,SDDiP算法无论是在迭代次数和迭代时间上,都具有显著优越性.

关键词：水火电优化调度拉格朗日切割 BDD算法 SDDiP算法来水径流随机性

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水火电力系统短期节能发电优化调度的研究

电气技术 2017年第9期18卷 66-71页

作者：周艺环刘正吴子豪国网陕西省电力公司电力科学研究院西安710100 陕西省电力公司西安710048

本文以提高水火电力系统联合运行的经济和环保效益为总目标,从减少化石燃料的使用量和降低燃煤机组发电成本两方面考虑,将含梯级水电站电力系统短期发电调度问题化为4个具有时序的优化子问题:即梯级水电站发电量最大、水电耗水量最小、... 详细信息

本文以提高水火电力系统联合运行的经济和环保效益为总目标,从减少化石燃料的使用量和降低燃煤机组发电成本两方面考虑,将含梯级水电站电力系统短期发电调度问题化为4个具有时序的优化子问题:即梯级水电站发电量最大、水电耗水量最小、火力发电污染物排放最小以及火力发电总成本最小。以此建立的优化调度模型不仅可以确定火电的最佳出力和水电的最佳蓄放水策略,还可描述水电和火电的互补作用,充分体现节能和效益的理念。在模型求解上,针对粒子群算法易陷入局部最优的缺点,在标准粒子群优化算法中引入自适应惯性权重和最差粒子,避免了算法的局部最优和过早收敛;针对各目标量纲不同,权重系数难以合理确定的多目标优化问题,运用满意度函数和欧式距离函数对其进行归一化处理,并采用改进粒子群算法对处理后的目标进行优化求解。算例仿真验证了所建模型的正确性及算法的有效性。

关键词：节能降耗水火电优化调度改进粒子群算法多目标梯级水电站

高水电比重系统电力电量平衡混合整数二次规划模型及算法研究

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中国电机工程学报 2017年第4期37卷 1114-1124页

作者：曾雪婷刘天琪李茜何川肖汉秦浩庭四川大学电气信息学院四川省成都市610065 西南电力设计院有限公司四川省成都市610021

清洁能源战略的提出凸显了高水电比重系统电力电量平衡以及调度优化方案研究的重要性。该文基于水文特征和水电站发电特性拟合出水电转换曲线的分段线性函数;并通过引入0-1辅助变量,计及水与电的相互关联作用、水与电各自在地域上与时... 详细信息

清洁能源战略的提出凸显了高水电比重系统电力电量平衡以及调度优化方案研究的重要性。该文基于水文特征和水电站发电特性拟合出水电转换曲线的分段线性函数;并通过引入0-1辅助变量,计及水与电的相互关联作用、水与电各自在地域上与时间上的耦合关系、水电与火电的协调调峰能力以及水电机组的振荡区间等约束,提出互斥技术和权值技术构建含六类0-1变量的混合整数二次规划(mixed integer quadratic programming,MIQP)模型。最后提出动态启发式算法(dynamic heuristic algorithm,DHA)和有效集割平面算法(active set cutting plane method,ASCPM),借助混合整数规划求解器对某测试系统进行验证,结果表明,所提模型及算法能够有效地处理高水电比重系统电力电量平衡问题并获得机组调度优化方案。

关键词：电力电量平衡高水电比重系统水火电优化调度混合整数二次规划水电转换曲线