并行动态规划算法及其在水库（群）优化调度中的应用

发布时间：2019-04-24 12:18

【摘要】：我国水电能源开发经过近几十年的高速发展,逐步形成了全国范围内的十三大水电基地,流域水电站水库群优化调度已成为该领域内的研究重点。水电站水库群优化调度的研究主要集中在新模型构建以及求解算法改进两个方面,但是随着水库数目的不断增加和优化调度模型构建的日益精细,其计算规模将急剧扩大,传统算法在求解时总会存在计算效率低或容易陷入局部最优等问题。 水电站水库调度是一个多阶段的决策过程,动态规划是解决这类问题最有效的方法,可以得出全局最优解,但是对于水库群的联合调度,却会因为“维数灾”困难而使其应用受到限制。因此,本文以动态规划算法为主要对象,对其进行并行化研究,并应用于水库群中长期发电优化调度,主要研究内容如下： (1)在研究动态规划结构特点的基础上,进行全面的算法并行可行性分析,挖掘其中的状态点相互独立特性。通过引入并行计算和命名管道对动态规划进行并行改进,设计出管道并行动态规划程序,并在多核计算环境下进行单库的中长期发电优化调度计算验证。 (2)针对动态规划应用中的维数灾问题,深入研究多维动态规划模型和计算步骤,改进其计算模式,减少算法计算机内存占用,为动态规划算法在梯级水库优化调度应用中的程序实现提供良好的基础。 (3)在对梯级动态规划算法的并行可行分析基础上,以两库梯级为例,提出了基于主从模式的两库梯级并行动态规划算法,并以李仙江流域梯级水库为实例背景进行有效性验证。 计算结果表明并行动态规划算法能充分利用计算机闲置资源,有效缩短计算时间,在保证算法计算质量的同时提高计算效率。为以后实际应用中的大型水电站水库群的联合发电优化调度问题的并行计算提供理论与方法基础,并对其他优化方法的并行化研究有一定的参考意义。
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【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV697.1

【参考文献】

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本文编号：2464443