基于逐次逼近混合整数线性规划的水电系统短期优化调度

摘要

随着我国社会经济的快速发展，对于能源的需求也越来越大。现阶段我国能源结构以煤炭等化石能源为主，然而大量使用化石能源带来的二氧化碳等污染加剧了环境的恶化。因此，实施可持续发展战略，大力转变能源结构，开发清洁可再生能源，有着十分重要的社会意义和经济意义。水电能源作为一种清洁、无污染的可再生资源，有着发电成本低、适合进行电力调峰调频等诸多优点，对于能源结构的调整有着十分重要的作用，因此是当今世界各国优先发展的能源类型。
　　本文首先介绍了我国当前的能源结构，阐述了我国水能资源的发展概况及其具有的重大经济效益和社会效益，并对水电系统短期优化调度的研究内容和国内外研究成果进行了综述，简要介绍了当前研究中应用较多的模型与算法。水电系统短期优化调度作为一个典型的非线性、离散和非凸的优化问题，涉及面广、约束复杂，且计算量随问题的规模大幅度增加，使得问题的建模和求解十分困难。本文基于逐次逼近混合整数线性规划算法，建立了混合整数线性规划模型用于求解水电系统短期优化调度问题，首先采用分段线性逼近法将非线性的出力函数拟合为线性函数，然后引入0-1变量对电站运行约束进行线性化处理，从而将非线性的优化模型转化为标准的混合整数线性规划模型，并通过水头不断迭代逐次逼近最优解，此外，文中采用马斯京根方程描述水库之间的水流联系，并考虑电站启闭最小持续时间、启动次数限制和断面流量等尽可能全面的约束，使得模型更加贴近实际。本文最后以闽江流域三级混联水电系统为应用实例，考虑一日内的电价过程，以调度期内该系统发电和水库末蓄综合效益最大为目标函数进行建模，采用混合整数线性规划软件lp_solve对模型进行求解，在合理的时间内得到了令人满意的结果，表明该方法可以有效处理水电系统短期优化调度问题。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 我国水能资源概况

1.3 本研究的理论与实践意义

1.4 本文的研究内容与结构

2 水电系统短期优化调度问题概述

2.1 引言

2.2 研究内容概述

2.3 国内外研究现状

2.4 本章小结

3 水电系统短期优化调度模型及其求解

3.1 引言

3.2 混合整数线性规划算法

3.3 模型构建

3.4求解技术及方法

3.5 本章小结

4 福建三级混联水电系统短期发电调度实例

4.1 引言

4.2 福建水电系统简介

4.3 基本数据准备

4.4 算例求解及分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献