文化克隆选择算法的梯级水电站联合优化调度

梯级水电站联合发电调度的优化模型的确定在整个电网经济、安全运行中起着非常重要的作用。文中提出一种新的梯级水电站群联合发电优化调度的调度准则——以单位水体发电电价最高优先发电,在此基础上建立梯级水电站群联合发电优化调度模型及其评价方法。首先建立基于四层水体的水库能的水电站发电模型,在此基础上提出单位水体发电电价的概念。建立优化调度模型时,将电力系统中的负荷变化和在电力市场机制下分时上网电价的影响因素考虑在内。该模型能较为客观地反映梯级水电站运行情况,能给系统调度员做出最佳调度决策提供一定的依据。优化仿真计算结果证明该调度准则具有可行性和适用性。

宏观视角下的流域梯级水电站联合调度金沙江区域梯级水电站迈入\"调控一体化\"时代长江上游大型水电站群联合调度发展战略流域梯级水电站联合优化调度的必要性及对节能减排的作用气候变化条件下的三峡梯级水库调度长江上游大型水电站群联合调度关键科技问题探讨

遗传算法是一种简单、适用的搜索方法,经常用于解决非线性复杂的问题。水库群的最优调度问题,就是利用搜索算法根据水库群进出水和综合利用情况,把水电站水库看作一个系统,把系统的各元素,输入/输出参数等简化和假设后建立简化通用的数学模型,用搜索算法对该数学模型进行优化仿真,得出最优解。

梯级水电站联合优化调度是一项涉及学科门类广泛、牵涉部门利益众多的复杂大系统优化决策问题,对制定和实施区域用水规划、实现经济社会可持续发展具有重大的现实意义。鉴于当前群体智能优化算法应用于梯级水电站联合优化调度中存在的\"维数灾\"及大量约束条件不易处理的难点,将加速遗传算法(aga)应用于梯级水电站联合优化调度研究中,采用\"分类假设\"的思路逆序寻找不同电站、不同时段优化变量可行决策空间并生成初始种群个体,由此重点阐述了改进遗传算法对优化调度模型大量复杂约束条件的实现方法。上述方法在我国水、电特性代表性良好的乌江梯级七库联合优化调度实例的应用结果表明:加速遗传算法对梯级水电站联合优化调度模型复杂约束条件具有较强的自适应及全局搜索能力,且计算结果与设计成果相比,乌江梯级水电站多年平均发电量增加约2.60%。可见,采用\"分类假设\"的研究思路处理群体智能优化算法应用于梯级水电站联合优化调度中存在的复杂约束问题是合理可行的,可为流域梯级水电站实行集中运行、调度提供科学有效的决策依据。

针对pso算法中的早熟收敛问题,提出一种文化粒子群算法(cpso)并将pso纳入文化算法模型作为群体空间的进化方式,引入一种局部随机搜索算子实现信念空间的知识结构并指导算法的演化过程,在保持种群多样性的同时提高算法的全局寻优性能。将cpso应用于某梯级水电站的优化调度中,结果表明,cpso可很好地兼顾计算速度及求解精度,为梯级水库优化调度提供了一条全新途径。

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（batalgorithm，ba）更新策略和引入差分进化算法（differentialevolution，de）变异、选择操作，提出一种改进的蝙蝠算法（improvedbatalgorithm，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。

针对粒子群算法易陷入局部最优的缺点,提出了一种双适应度方法、动态邻域算子和随机动态调整惯性权重机制有机结合的混合改进策略。算例计算表明,该改进策略能增强粒子的局部收敛能力,加快算法的收敛速度,便于处理复杂约束条件,为求解具有复杂约束条件的非线性规划问题提供了一种简单有效的方法。文中探讨了梯级水电站优化调度的相关问题,考虑了丰枯分时电价因素,建立了梯级水电站长期优化调度数学模型,并应用改进粒子群算法进行求解。实际梯级水电站计算表明,该模型使枯水期大部分时间出力均匀平稳,丰水期能兼顾防洪和蓄水的不同要求,有利于电力系统的稳定运行。改进粒子群算法计算速度快、收敛精度高,为梯级水电站长期优化调度提供了一种简单实用的求解方法。

在研究了人工免疫系统中的克隆选择学说和克隆选择算法的基础上,研究了1种新的人工免疫算法——免疫克隆选择算法,并将其应用到水库优化调度中,提出了1种基于免疫克隆选择算法的水库优化调度方法。该算法通过在克隆选择算法中引入免疫基因操作,提高了算法的求解精度和求解效率,避免了"维数灾"和早熟问题。实例研究结果表明,相对于动态规划,免疫克隆选择算法计算速度快、收敛性好,提高了计算效率,较好地解决了传统的动态规划方法求解水库(群)优化调度问题存在"维数灾"问题。

如今，广大民众对能源的需求量越来越高，但是我国的能源可用量却越来越少，在这种情况下，对水、电能源结构进行调整是势在必行的。其实，梯级水电站优化调度已经得到了广大民众的普遍关注．而本研究就将针对“梯级水电站优化调度模型与算法研究”这一主题进行详细的阐述，使广大民众对这方面的内容有一个更加全面且深入的了解。

如今，广大民众对能源的需求量越来越高，但是我国的能源可用量却越来越少，在这种情况下，对水、电能源结构进行调整是势在必行的。其实，梯级水电站优化调度已经得到了广大民众的普遍关注．而本研究就将针对“梯级水电站优化调度模型与算法研究”这一主题进行详细的阐述，使广大民众对这方面的内容有一个更加全面且深入的了解。

进入二十一世纪以来，科技大发展，经济大发展。人们的生活越来越舒适、便捷的同时，随之而来的一系列问题也十分明显。环境的污染、能源的短缺，促进了我国水电企业模型的改革，因为只有改革才能适应时代的变化，才能解决日益严峻的能源形势。下面，我们将主要分析一下目前我国梯级水电站优化调度模型与算法。

进入二十一世纪以来，科技大发展，经济大发展。人们的生活越来越舒适、便捷的同时，随之而来的一系列问题也十分明显。环境的污染、能源的短缺，促进了我国水电企业模型的改革，因为只有改革才能适应时代的变化，才能解决日益严峻的能源形势。下面，我们将主要分析一下目前我国梯级水电站优化调度模型与算法。

建立一种梯级水电站中长期水库优化调度模型,利用混沌优化算法对梯级水电站中长期水库调度问题进行优化计算。实例计算结果表明,该算法可求解复杂约束条件的非线性梯级水电站水库优化调度问题,精度高、收敛速度快,为求解梯级水电站水库优化调度提供了一种有效算法。

介绍分析梯级电厂水电联合调度的技术和策略,以及相应的计算机系统的组成原则。

分析了梯级水电站水电联合优化调度技术,包括来水预报技术、计划调度技术、实时调度技术和电力市场水电调度技术,说明了这些技术的现状和发展方向,并提出相应的计算机系统设计的主要目标和结构要点。

建立了梯级水电站中长期联合优化调度模型,并采用逐步优化算法对其进行求解。以金沙江中游梯级水电站群为例,通过计算,得到了合理的联合优化调度方案。与各水库单独运行对比,其多年平均发电量、枯期发电量及水量利用率均有不同程度的提高。该结果表明此方法应用于实际生产中切实有效,也为梯级水电站联合优化调度运行提供了一种可行的途径。

梯级水电站经济调度是一个具有多维数、多目标、非线性的新问题,调度策略随决策者期望而变化。根据不同调度期望,构建三个分别以发电量最大、耗水量最小、末期蓄水量最大为目标的优化调度模型。本文提出的仿水循环算法是一种受自然界水循环过程启发提出的全新算法,即含多种约束的仿水循环算法cwca,引入水滴权重因子,可根据寻优情况自适应地调整权重值,有效解决迭代速度与计算精度的权衡问题,以及因水滴粒子处于局部最优而导致迭代停滞的问题。利用不同测试函数求解结果对比表明,cwca比改进粒子群算法mpso更具有效性与优越性。经对三座梯级水电站优化调度策略的仿真结果证明了cwca的可行性,也显示了mpso可显著提高优化结果,大幅降低收敛时间,是一种更优越的智能种群算法。

鉴于梯级水电站优化运行的高复杂度、强非线性、多约束等特点,构建了基于峰谷分时电价下的梯级水电站日最大发电效益模型。针对遗传算法(ga)等传统智能算法对复杂模型求解易陷入局部最优的问题,提出一种水循环算法(wca)与水位廊道约束耦合、降低约束复杂度、规范寻优空间的方法,并以湖北某梯级短期优化调度为背景进行建模仿真,将计算结果分别与ga和粒子群算法(pso)所得结果进行比较。实例研究表明,wca计算的总效益在丰、平、枯典型日分别比ga和pso计算值约高5.65%、3.15%、0.80%,迭代收敛速度更快,求解能力更强,为解决梯级水电站优化调度问题提供了新思路。

借鉴信息素对昆虫群体协调行为的作用,建立信息素释放模型、信息素扩散模型、信息诱导模型和信息定向模型,提出信息诱导算子(pheromoneinductionoperator,pio),并与改进遗传算法(improvedgeneticalgorithmi,ga)相结合,形成信息诱导遗传算法(pheromoneinductiongeneticalgorithm,piga)。分析了piga具有较好平衡全局搜索能力和局部开发能力的仿生学原理。针对电力市场条件下梯级水电站自调度优化模型的复杂性,将piga应用于该模型的求解,通过算例分析,对比了pso、sgai、ga和piga的优化性能,表明了piga的有效性;同时通过分析pio参数对优化性能的影响,给出了pio参数的选择原则。

水库调度图是水电站发电调度运行的基础,然而现有研究和算法大都集中在单库调度图,库群发电调度图成果较少。本文结合我国开发得较为完善的乌江流域梯级水电站群,提出了一种实用的梯级水电站群发电优化调度图制定方法。该方法以单库调度图为基础,综合形成初始的库群调度图,并以此进行模拟调度,即根据两种调度图对长系列资料逐时段计算,获得两种负荷结果,最终运用库群负荷分配调整两种负荷的偏差,获得调度结果;然后以模拟调度统计的多年平均发电量最大为目标,采用逐次逼近算法不断修正两种调度图的基本调度线,最终获得满足精度要求的单库调度图和库群调度图。较常规方法,本方法方便一次性得出水电站(群)调度图。模拟调度结果表明所建立的方法有效、实用,在兼顾电网对电站要求的基础上,大大提高了梯级长期发电效益。

提出一种求解梯级水电站中长期优化调度问题的方法一蚁群算法（antcolonyalgorithm，aca）．算法模拟了蚂蚁群体觅食路径的搜索过程来寻找梯级水电站中长期最优调度计划．算法把问题解抽象为蚂蚁路径，利用状态转移、信息素更新和邻域搜索以获取最短路径即最优解．实例计算结果表明，算法可以求裤一具有复杂约束条件的非线性梯级优化调度问题．算法求解精度高、收敛速度快，为解决梯级水电站中长期优化调度问题提供了一种有效的方法．图1表2参8

为有效求解梯级水电站多目标联合优化问题,充分发挥水电的发电效益和容量效益,提出一种新型的改进多目标布谷鸟算法(imocs)。针对传统布谷鸟算法存在收敛速度慢的问题,将动态发现概率和步长融入到算法中,并结合非支配排序遗传算法(nsga-ii)的非支配排序思想以及拥挤距离维护外部档案集策略,提出imocs;通过测试函数验证了所提算法的有效性。将imocs应用到乌江梯级水电站多目标优化调度中,得到了分布均匀的非劣调度方案集。最后通过模糊决策模型,主客观确定目标权重法,从非劣解集中选择一个折中方案,得到各水电站发电用水过程。结果表明,调度方案合理、可靠,且均能满足各项约束条件。梯级水电站优化调度采用imocs具有较大的实用意义。