嘉陵江重慶段航電樞紐聯(lián)合調(diào)度模型及應(yīng)用研究.ppt

1、嘉陵江重慶段航電樞紐聯(lián)合調(diào)度模型及應(yīng)用研究,目錄,緒論,研究主要目的,根據(jù)來(lái)水和負(fù)荷情況，考慮發(fā)電用水要求，分析流域內(nèi)梯級(jí)電站調(diào)度要求及特性，統(tǒng)一優(yōu)化協(xié)調(diào)各級(jí)樞紐電站出力，合理控制水位，研究嘉陵江重慶航段梯級(jí)航電聯(lián)合調(diào)度模型及應(yīng)用軟件包，以使流域電站在最優(yōu)流量區(qū)運(yùn)行，優(yōu)化發(fā)電保證率，同時(shí)降低因梯級(jí)間負(fù)荷失調(diào)導(dǎo)致的下游梯級(jí)棄水，實(shí)現(xiàn)發(fā)電效益優(yōu)化的模擬調(diào)度。,緒論,研究的主要內(nèi)容,項(xiàng)目以重慶航運(yùn)建設(shè)發(fā)展有限公司下屬的嘉陵江梯級(jí)利澤、草街、井口，涪江梯級(jí)渭沱四座水庫(kù)為研究對(duì)象，建立了梯級(jí)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度模型，考慮了聯(lián)合和獨(dú)立兩種運(yùn)行方式的優(yōu)化調(diào)度，并同常規(guī)方式進(jìn)行了比較。,緒論,國(guó)內(nèi)外研究概況及進(jìn)展,美

2、國(guó)陸軍工程師團(tuán)模擬了密西西比河支流密蘇里河上的六座水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度策略 Saad提出了PCA算法應(yīng)用于加拿大魁北克省的LaGrande河的五水庫(kù)系統(tǒng) Oliveira等(1997)使用遺傳算法生成水庫(kù)群系統(tǒng)的調(diào)度規(guī)則,緒論,國(guó)內(nèi)外研究概況及進(jìn)展,譚維炎、黃守信等利用Howard的理論應(yīng)用于四川龍溪河梯級(jí)水電站 葉秉如等提出了一種空間分解算法用于研究紅水河梯級(jí)水電站水庫(kù)群的聯(lián)合調(diào)度 胡振鵬、馮尚友提出了動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)多目標(biāo)遞階分析應(yīng)用于丹江口水庫(kù)防洪與興利兩個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度 李愛(ài)玲利用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)方法應(yīng)用于黃河上游梯級(jí)水電站的聯(lián)合調(diào)度 曾軍干建立以發(fā)電收益現(xiàn)值最大為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)錦江梯級(jí)電站進(jìn)行

3、優(yōu)化計(jì)算,緒論,技術(shù)路線,嘉陵江流域概況及基本資料,嘉陵江流域概況,干流全長(zhǎng)1120km，落差有2300m，平均比降2.05，全流域面積為15.98萬(wàn)平方千米，占長(zhǎng)江流域面積的9%,流域多年平均徑流量為698.8億立方米，主要集中在汛期510月，汛期干流水量占全年徑流量的75%83%,干支流經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量10915MW，廣元以下目前已建、在建裝機(jī)容量1376MW,水庫(kù)電站特性資料,水庫(kù)電站特性資料,井口水電站,井口航電樞紐的正常蓄水位為177.5m，死水位176.04m 總庫(kù)容為11.34億m3 ，正常蓄水位以下庫(kù)容為1.53億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容為0.23億m3 電站裝機(jī)容量為125MW，出力

4、26.32MW，多年平均發(fā)電量5.07億kW.h，額定水頭為4.16m，年利用小時(shí)數(shù)4057h,水庫(kù)電站特性資料,草街水電站,水庫(kù)正常蓄水位203m，死水位202m 水庫(kù)總庫(kù)容為24.08億m3，水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容為0.65億m3，具有日調(diào)節(jié)能力 電站裝機(jī)容量為500MW，額定水頭是20m，電站最大過(guò)機(jī)流量3017 m3/s，多年平均發(fā)電量為19.96億kW.h,水庫(kù)電站特性資料,利澤水電站,水庫(kù)正常蓄水位212.30m，設(shè)計(jì)洪水位為227.41m，日調(diào)節(jié)運(yùn)行最低水位為211.8m 總庫(kù)容4.87億m3，正常蓄水位時(shí)庫(kù)容位0.611億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容為0.055億m3，最大消落深度為0.5m 電站裝機(jī)

5、容量為92MW（423MW），多年平均發(fā)電量3.85億kW.h，枯水年枯期平均出力22.5MW，年利用小時(shí)數(shù)4189h，電站額定水頭是6.8m，額定單機(jī)引用流量392.69m3/s,水庫(kù)電站特性資料,渭沱水電站,渭沱航電樞紐工程正常蓄水位206m，死水位205m，洪水位219.4米 正常蓄水位以下庫(kù)容為0.264億m3 裝機(jī)容量為6.6MW，保證出力2.14MW，多年平均發(fā)電量3808.8萬(wàn) kW.h，額定水頭為2.4m，額定流量為200 m3/s,水庫(kù)電站特性資料,草街水電站運(yùn)行方式,當(dāng)入庫(kù)流量小于6000m3/s時(shí)，電站維持正常蓄水位運(yùn)行； 當(dāng)入庫(kù)流量大于6000m3/s、小于15000m

6、3/s時(shí)，水庫(kù)水位降至汛期排沙運(yùn)用水位200m運(yùn)行； 當(dāng)入庫(kù)流量大于15000m3/s，電站停機(jī)，水庫(kù)敞泄沖沙。 草街68月在入庫(kù)流量不大于敞泄流量15000m3/s時(shí)，水庫(kù)固定在汛限水位200m運(yùn)行。,水庫(kù)電站特性資料,渭沱水電站運(yùn)行方式,流量小于2000m3/s時(shí)，電站上游按照206m到205m之間運(yùn)行 當(dāng)壩址流量大于2000m3/s時(shí)，電站停機(jī)，沖沙泄洪 根據(jù)該運(yùn)行方式運(yùn)行，渭沱水電站多年平均停機(jī)天數(shù)為19天，其中豐水年停機(jī)天數(shù)為37天，中水年停機(jī)天數(shù)為11天，枯水年停機(jī)天數(shù)為9天；發(fā)電機(jī)容量為15MW，在高水頭時(shí)輪機(jī)效率增加，電站最大發(fā)電出力為9.5MW,水庫(kù)電站特性資料,利澤水電站運(yùn)

7、行方式,汛期：當(dāng)入庫(kù)流量小于7000m3/s，電站維持正常蓄水位212.3m運(yùn)行，正常發(fā)電；當(dāng)入庫(kù)流量大于7000m3/s，閘門全開(kāi)，自由泄流沖沙。 平、枯水期按日負(fù)荷需要運(yùn)行，深夜低谷水庫(kù)蓄水，白天及晚間高峰時(shí)段與上游梯級(jí)電站同步調(diào)峰運(yùn)行，動(dòng)用日調(diào)節(jié)庫(kù)容，水庫(kù)水位最大消落深度為0.5m左右。,水庫(kù)電站特性資料,水庫(kù)水位與庫(kù)容關(guān)系,水庫(kù)電站特性資料,水庫(kù)水位與庫(kù)容關(guān)系,水庫(kù)電站特性資料,水庫(kù)水文數(shù)據(jù)-草街（2011年）,水庫(kù)電站特性資料,水庫(kù)水文數(shù)據(jù)-羅渡溪,水庫(kù)電站特性資料,水庫(kù)水文數(shù)據(jù)-渭沱（多年月均）,水庫(kù)電站特性資料,水庫(kù)水文數(shù)據(jù)-利澤（多年月均）,模型建立,目標(biāo)函數(shù),K為總計(jì)算年數(shù),

8、T為年內(nèi)總時(shí)段數(shù),M為系統(tǒng)內(nèi)水電站總數(shù),Nm(k,t)為第m水電站第k年第 i時(shí)段出力,QGm(k,t)為第m水電站第k年第i時(shí)段的發(fā)電流量 Hm(k,t)為第m水電站第k年第i時(shí)段的發(fā)電水頭 RKm為第m水電站出力系數(shù),模型建立,約束條件-水庫(kù)水量平衡約束,為第m水庫(kù)第k年第t+1時(shí)段的末庫(kù)容,為第m水庫(kù)第k年第t時(shí)段的末庫(kù)容,為第m水庫(kù)第k年第t時(shí)段的入庫(kù)流量,為第m水庫(kù)第k年第t時(shí)段的出庫(kù)流量,模型建立,約束條件-節(jié)點(diǎn)水量平衡約束,為節(jié)點(diǎn)m第 k年第t 時(shí)段的入庫(kù)流量,為節(jié)點(diǎn)m-1第 k年第t 時(shí)段的出庫(kù)流量,為節(jié)點(diǎn)m 第k年第t時(shí)段的區(qū)間入流,為節(jié)點(diǎn)m 第k年第t時(shí)段的綜合用水流量,模型建立,約束條件-出庫(kù)流量約束,模型建立,約束條件-其他,出力約束,水庫(kù)庫(kù)容或水位約束,水頭約束,模型求解,模型算法,動(dòng)態(tài)規(guī)劃是解決多階段決策最優(yōu)化問(wèn)題的一種數(shù)學(xué)方法。以發(fā)電量最大作為最優(yōu)準(zhǔn)則，按日數(shù)劃分調(diào)度時(shí)段，第i時(shí)段的庫(kù)容V(i)作為狀態(tài)變量，第i時(shí)段的出力N(i)作為決策變量，按逆時(shí)序順流量遞推進(jìn)行計(jì)算,模型求解,使用 D P 算