电力市场环境下水电站厂内经济运行问题研究

摘要

水电站厂内经济运行问题作为电力系统优化运行的一个重要方面，相关文献已经对此做了很深入的研究。然而多数研究是基于统一调度的垄断模式下进行的。新的电力市场机制下，水电站的经营思想要从被动计划发电转为主动竞价上网发电。因而经济运行己日益成为各发电公司自觉的行为，实现企业运营的利润最大化，已成为水电站的最终目标。电力市场下水电站的利润在很大程度上取决于该企业对电力市场信息的把握和电站内部运行方式的决策。针对完全竞争模式下电力市场的特点，本文构建了水电站机组启停决策模型和机组组合规划模型。模型对水电站竞价策略的制定和运营方式的优化具有现实的指导意义和参考价值：前者有助于水电站制定有利于电站取得最大化利润的竞价决策；后者可用以指导水电站优化机组运营，以降低成本，增加利润。在综合比较各种优化算法的基础上，结合本文数学模型的特点，选用遗传算法作为数学模型的求解方法，并且结合数学模型目标函数和约束条件的特点，对基本遗传算法从多方面做了改进。算法根据所研究的实际问题，采用二进制编码、二维数组方式表示机组启停计划。遗传操作过程中采用无回放余数随机选择算子、两点交叉算子、单点变异算子操作，减轻了求解过程对算法参数的依赖性。此外，还设计了启发式产生初始解、局部交叉算子、两个自检变异算子等均别于其它遗传算法的改进方法，这些设计方法对求解其它复杂优化问题同样具有参考价值。本文采用了两个算例。以算例1为例阐述了如何利用改进遗传算法求解这种新的机组启停问题，并给出了用此方法求解的详细过程。以算例2为例将其求解结果与其它方法进行比较，结果显示此方法具有一定实用性和通用性。最后对本文提出的数学模型所能做的改进和将来的研究发展方向作了简要描述。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题的目的和意义

1.2 国内外研究状况和进展

1.2.1 水电站厂内经济运行数学模型研究现状

1.2.2 水电站厂内经济运行优化方法评述

1.2.3 电力市场对水电站厂内经济运行数学模型的影响

1.3 本文研究的主要内容和方法

2 遗传算法概述

2.1 引言

2.2 基本概念

2.3 遗传算法的步骤

2.4 遗传编码和遗传算子

2.4.1 编码问题

2.4.2 遗传算子的具体实现

2.5 遗传算法的特点

2.6 小结

3 水电站厂内经济运行遗传算法模型建立

3.1 引言

3.2 水电站运营成本分析

3.2.1 边际分析

3.2.2 水电站机组运行成本

3.2.3 开停机成本分析

3.3 建模过程中约束条件的讨论

3.4 水电站厂内经济运行建模分析

3.4.1 机组启停决策模型

3.4.2 机组组合规划建模

3.4.3 最优负荷分配模型

3.5 小结

4 改进遗传算法在水电站厂内经济运行的应用研究

4.1 引言

4.2 最优负荷分配模型的求解及分析

4.3 机组启停决策模型的求解及分析

4.3.1 遗传参数的选择

4.3.2 编码方式的设计

4.3.3 初始解的启发式产生方法

4.3.4 产生的解群体可行性检查

4.3.5 负荷经济分配

4.3.6 计算适应度

4.3.7 遗传算子的设计

4.4 机组组合规划模型的求解及分析

4.4.1 编码方式和算子设计

4.4.2 目标函数

4.5 算例分析

4.5.1 算例求解

4.5.2 与其他方法比较

4.5.3 结果分析

4.6 小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.1.1 模型的建立

5.1.2 模型的求解

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研实践情况

已发表论文:

科研实践:

教学实践: