首尾相连型流域梯级水库水电联合调度研究

摘要

水电具有成本低、可再生、清洁无污染等特点，符合国家建设资源节约型、环境友好型社会要求，近年来获得了快速发展。随着大机组、巨型流域梯级电站的相继建成投产，流域梯级水库的经济优化调度受到了人们的高度重视，长期以来一直是研究的热点，研究内容主要集中于兴利调度，较少涉及异常及故障情况下流域梯级水库应急联合调度，且研究对象多为常规梯级水库系统，较少涉及首尾相连型梯级水库系统。本文围绕首尾相连型流域梯级水库安全经济运行存在的关键问题，以雅砻江流域梯级水库系统为主要研究对象，对该类型流域梯级水库联合优化调度建模、求解方法和异常及事故情况下应急联合调度开展研究，主要研究内容如下:
　　首先，阐述了流域梯级水库水电联合优化调度研究的背景和意义、梯级水库优化调度运行存在的主要问题和国内外水库优化调度的主要研究进展，并以雅砻江流域梯级水库系统为例介绍了首尾相连型流域梯级水库系统及其主要运行特点。
　　其次，分析了不同时间尺度上常规流域梯级水库系统联合优化典型调度数学模型及优化求解算法流程，选取了相应模型对雅砻江流域梯级水库系统进行联合优化计算，并对优化计算结果进行了分析。
　　接下来，介绍了雅砻江流域首尾相连梯级水库及其电力送出系统，分析了该梯级水库系统常规优化调度计算结果，指出计算调度方案存在安全运行裕度偏低问题，提出了安全裕度目标函数并求解出该函数最优运行解，以此为基础提出了适合该流域梯级水库系统改进优化调度数学模型并进行了实例求解，计算结果验证了改进优化调度数学模型在解决常规兴利调度中安全裕度偏低问题、兼顾兴利调度与安全运行风险的有效性。
　　最后，分析了典型异常及事故情况下首尾相连型流域梯级水库系统安全运行存在的主要风险，提出了相应的水电联合应急调控策略，总结提炼出首尾相连型梯级水库系统正常及极端工况下的联合调度运行关键技术，并以实际运行案例验证了异常及事故情况发生时流域梯级水库系统极端工况下水电联合应急调度策略的可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景及意义

1．2．1 梯级水库优化调度背景

1．2．2 梯级水库优化调度中的主要问题

1．3 国内外研究进展

1．3．1 国外研究进展

1．3．2 国内研究进展

1．4 雅砻江流域梯级水库系统概况

1．4．1 雅砻江流域梯级水库系统概况

1．4．2 流域梯级水库首尾相连特性及主要运行特点

1．5 本文研究的主要内容

第2章 常规流域梯级水库系统联合优化调度

2．1 引言

2．2 流域梯级水库优化调度模型

2．2．1 中长期调度数学模型

2．2．2 短期调度数学模型

2．3 流域梯级水库优化调度模型求解算法

2．3．1 动态规划算法(DP)

2．3．2 逐次逼近动态规划法(DPSA)

2．3．3 逐步优化算法(POA)

2．4 优化调度实例

2．4．1 计算条件输入

2．4．2 优化计算结果

2．5 本章小结

第3章 首尾相连型梯级水库联合优化调度

3．1 雅砻江流域梯级水库系统

3．2 首尾相连梯级水库系统典型运行风险

3．2．1 典型运行风险分析

3．2．2 常规梯级水库优化调度结果分析

3．3 首尾相连型流域梯级水库系统优化调度

3．3．1 优化调度模型改进

3．3．2 实例求解

3．3．3 优化调度特点

3．4 本章小结

第4章 首尾相连梯级水库应急调度与运行关键技术

4．1 引言

4．2 首尾相连水库系统联合运行极端工况风险分析

4．2．1 锦西解列(1～2台)工况分析

4．2．2 锦东解列(1～6台)工况分析

4．2．3 锦西、锦东联合切机(2～5台)工况分析

4．3 首尾相连水库系统联合运行关键技术

4．3．1 正常运行时首尾相连水库水电高度匹配

4．3．2 极端工况下首尾相连水库应急调控策略

4．3．3 首尾相连水库联合调度运行控制系统探索

4．4 首尾相连水库系统应急联调实例

4．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果