锦官电源组库群优化调度风险分析与多目标决策方法研究

发布时间：2020-10-17 18:58

　　 水电是清洁能源与可再生能源。在全球积极倡导以清洁、绿色的方式满足电力需求的背景下,水电迎来了新的发展机遇与挑战。《水电发展“十三五”规划》指出,2020年我国水电装机将达到3.8亿kW。处于社会经济、生态环境复合系统中的水库群系统,在获取巨大效益的同时又隐藏着更大的风险。水库群优化调度是一个涉及多目标、多维数、多约束、多功能、多风险等的复杂系统工程问题,一直受到科学工作者的普遍关注。本论文重点围绕水库群优化调度风险分析与多目标决策问题,分别从短期优化调度水流滞时处理方法、考虑多风险因子的优化调度风险分析模型、多目标决策方法等关键技术进行研究并提出新方法。主要研究工作包括:(1)建立基于空间映射原理的水流滞时处理模型。针对水库群短期优化调度中的流量传播问题,借助泛函分析的思想和大数据分析的新思路,将水流滞时问题设想为黑箱子模型,基于实测的上下游水库的出入库流量资料,利用空间映射原理推求出上下游水库的出入库流量间的相关线性映射关系。并以此为基础,构建基于空间映射原理处理水流滞时的水库群短期优化调度模型。以雅砻江流域锦官电源组的日优化调度为例,将映射滞时模型与固定滞时模型及实际运行情况进行对比,论证映射滞时模型及计算方法的可行性与有效性。(2)建立考虑多风险因子的水库群短期优化调度风险分析模型并给出其并行计算方法。按照风险识别—风险估计—风险评价与决策的思路构建考虑径流预报误差、滞时的不确定性两类风险因子耦合作用的水库群短期优化调度风险分析模型,并引入并行求解技术,提高了模型的求解效率。以锦官电源组锦东—官地两水电站的短期优化调度风险分析为例,对模型的有效性及并行求解的高效性进行了验证。(3)提出多维向量空间决策方法(WVSM)。对于水库群的优化调度多目标风险决策问题,为提高决策结果的显著性,提出映射距离的概念对向量空间法(VSM)进行了改进,构建新的决策方法—WVSM,并将其应用到水库群多目标调度风险分析与决策问题中。同时分别对VSM、逼近理想点法(TOPSIS)和WVSM进行深入探讨和对比分析。(4)提出基于分歧理论的多目标理想均变率法(IMRM)。针对多目标非劣解集非凸时均衡解不唯一的问题,将均变率法(MRM)和TOPSIS耦合,引入分歧理论形成了一种新的多目标决策方法—IMRM。为深入分析多目标间的相互转换关系,根据分歧理论给出多目标间相互转换关系的阈值定理,同时对IMRM最佳均衡解的存在性及唯一性进行了严格的理论证明。(5)以锦官电源组多目标调度风险分析与决策问题为例,分别对MRM、TOPSIS、WVSM和IMRM进行分析比较。从满足多目标调度需求、结果显著性、多目标间的相互转换关系、非劣解的优劣排序等方面进一步论证了各种方法在水库群多目标调度风险分析与决策问题应用中的适用性和有效性。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV737
【部分图文】：

第２章基于空间映射原理的水库群短期优化调度模？Ｂ??系（或法则），有Ｋ中的…个元素Ｙ与之对应，则称给出了一个从Ｘ到ｙ的，记作／：?ｊ－＞ｙ，１与＞；的关系为：少＝／〇〇，义称为／的定义域，记作Ｄ（ｒ），??为／的值域，记作及（ｒ）。特别的，当ｒ是数集（实数／？或复数〇时，则称是定义在集合义上的泛函。??我们将映射的概念运用到水流滞吋问题屮来，针对梯级间的水流滞时问题给汁算模型：??

图２－４动态规划“维数灾”问题??Ｆｉｇ．２－４?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｔｙ?（）ｒｄｙｎａｍｉｃ?ｐｉｏｇｒａｍｍｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ??以动态规划的逆推算法为例说明，其逆推过程如图２－４底部部分。其中．／／（ＦＭ）??表示第／时段初系统各水库蓄水量组合为Ｋｍ时到末时段的最优出力（发电量）之??和，．／，＋ｒ（Ｆ，）表示第什１时段各水库蓄水量组合为Ｆ，时到第末时段的最优出力（发电??量）之和，Ｍ（Ｆｍ．Ｇ）表示系统各水库蓄水量组合为ｆ＇Ｍ时，平均下泄流量为Ｇ时的??出力值第／时段系统总出力（发电量）。对于ｙＶ库梯级系统来说，在进行时段间的??计算时，以时段／为例，根据决策原理应有：??Ｖ；－，）?ｆ?Ｊ／：－，?Ｑ＼?＼?｛ｖ）?Ｖ??ｖＵ?ｖＵ?Ｑ２，?ｒ＞?ｖ１；??．／，?二?ｍａ叫?ｙＶ

华北电力大学博士学位论文??，进行单库的时段／内的计算时，需要进行次计算；进行两库的时段／??计算时，需要进行次计算；进行Ｗ库梯级系统时段／内的计算时，需次计算。可见，随着模型中计算维数７Ｖ的增加或离散点数Ｍ的增维数灾的问题。??在梯级短期优化调度问题中，因水流滞时问题的存在，在动态规划求解过程同时段间下游入库流量无法确定的情况，从而无法完全按照经典动态规划的成全阶段寻优。这是因为在求解过程中，因为滞吋的影响，使得同一时段下的入库流量会受到前几个吋段上游水库的出库流量及区间入流的影响。加之划在用于多库的优化调度吋，会产生“维数灾＇＿的丨）彳题，如果再增加时间这－？话，无疑会进一步增加求解的难度。??
【参考文献】

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本文编号：2845193