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改进布谷鸟算法在水电站水库群优化调度的应用

发布时间:2018-03-02 21:25

  本文选题:水电 切入点:梯级水电站水库 出处:《新疆大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:中国经济发展面临能源挑战,解决问题的关键是能源健康、快速和可持续发展,可再生的清洁能源水力发电为中国提供了前所未有的优势与机遇。本文总结了中国水电近50年的发展历程,描述了目前中国水电发展现状,介绍了中国主要水电基地及其发展规模,以及中国水电现阶段发展面临的主要问题与解决对策,为了解决最严重的弃水问题,可从保证水电站水库的优化调度工作入手,使中国水电科学有序的发展下去。本文从模型的建立与求解优化调度模型两方面入手,主要研究内容如下:(1)建立了梯级水电站水库群优化调度模型,在提高水资源利用率,减少水电站水库弃水量的前提下,以发电水头最高,弃水量最小为目标建立目标函数;以库容要求、水量平衡要求、发电量需求和出力需求作为约束条件。(2)探索算法中步长 对整个算法影响,经测试函数验证表明,当步长为服从正态分布的随机数时,算法的收敛情况相对最好,寻优结果也相对较准确。(3)针对标准布谷鸟算法的机制中步长固定,缺少自适应性的缺点;再加之边界上聚集的点过多,不利于算法后期收敛。对标准布谷鸟算法进行改进,将边界变异原则和变步长策略引入标准的布谷鸟算法中,得到自适应布谷鸟算法(ACS)。据测试函数检测结果表明,ACS较CS相比,迭代次数减少,结果更加接近全局最优解。(4)提出了一种新颖的基于模拟退火算法的布谷鸟算法(CS-SA),该算法用莱维飞行模式作为更新解的方式,再进行局部退火处理得到最优解。经测试函数验证,CS—SA较传统布谷鸟算法收敛速度大幅度提高,尤其是对多维目标函数的求解有更加明显的效果。(5)将本文建立的水电站水库优化调度模型用在新疆某梯级水电站水库的调度上,用实例验证了模型的可行性,对求解水电站水库优化调度模型具有一定参考价值。
[Abstract]:China's economic development faces energy challenges. The key to solving the problem is energy health, rapid and sustainable development. Renewable clean energy hydropower has provided China with unprecedented advantages and opportunities. This paper summarizes the development of hydropower in China in the past 50 years and describes the current situation of hydropower development in China. This paper introduces the main hydropower bases in China and their development scale, as well as the main problems faced by the development of hydropower stations in China at the present stage and the solutions. In order to solve the most serious problem of abandoning water, the optimal operation of hydropower stations and reservoirs can be ensured. This paper starts with the establishment of the model and the solution of the optimal dispatching model. The main research contents are as follows: 1) the optimal operation model of cascade hydropower stations and reservoirs is established, which can improve the utilization rate of water resources. Under the premise of reducing the waste water quantity of hydropower station reservoir, the objective function is to establish the objective function with the highest head of power generation and the minimum amount of discarded water, and the requirements of reservoir capacity and water balance are taken into account. The effect of step size on the whole algorithm is explored. The test function shows that the convergence of the algorithm is the best when the step size is a random number with normal distribution. The optimization results are also relatively accurate. (3) aiming at the shortcomings of the standard cuckoo algorithm, such as the fixed step size and the lack of adaptability, and the excessive number of points gathered on the boundary, it is not conducive to the late convergence of the algorithm, so the standard cuckoo algorithm is improved. The principle of boundary mutation and variable step size strategy are introduced into the standard Cuckoo algorithm, and the adaptive Cuckoo algorithm is obtained. The test results show that the number of iterations of the Cuckoo algorithm is less than that of CS. Results A novel Cuckoo algorithm based on simulated annealing algorithm (CS-SAA) is proposed, which is closer to the global optimal solution. The algorithm uses Levi flight mode as the way to update the solution. The optimal solution is obtained by local annealing. The convergence speed of CS-SA is much faster than that of the traditional Cuckoo algorithm. In particular, the solution of multidimensional objective function has more obvious effect. The optimal operation model of hydropower station reservoir established in this paper is applied to the operation of a cascade hydropower station reservoir in Xinjiang, and the feasibility of the model is verified by an example. It has certain reference value for solving the optimal operation model of hydropower station and reservoir.
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TV697.12;TP18

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本文编号:1558117

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