梯级水电站中长期优化调度及补偿效益分摊——以金沙江中游为例

摘要

随着我国越来越多的大中型水电站的投入使用，梯级水电站联合调度开始得到越来越广泛的关注，尤其是上游龙头电站对下游各级电站的补偿调节作用，可增大整个梯级的调度期发电量，具有可观的发电补偿效益。随着金沙江中游梯级各电站陆续投入使用，促使金沙江中下游梯级加入三峡核心水电站群，以实现整个水电站群联合调度的发电、供水、防洪、社会和和生态等综合效益的最大化。
　　首先，本文以金沙江中游“一库八级”中的四级水电站为例，探索金沙江中游梯级联合发电调度的高效性和合理性，建立以发电量最大为目标的梯级联合优化调度模型，采用改进的GA-POA算法对模型进行求解，并与传统GA结合POA进行对比分析，以突出GA与POA结合运用的合理性，并计算梯级电站群联合调度的发电补偿效益。从年径流资料选择丰、平、枯三个典型代表年径流数据进行计算，比较不同代表年下计算结果的差异性，结果表明:金沙江中游梯级水电站的联合运行能有效提高整个梯级的总发电量，有效增大下游各级电站的枯期出力，使流域整个梯级出力过程趋于平缓，提高水量利用率，减少汛期弃水，且平均水量利用提高率满足丰水年＞平水年＞枯水年的规律，并能在一定程度上缓解汛期流域的防洪压力。
　　其次，为使梯级水电站补偿效益分摊结果趋于合理化，既保证利益最大化，又兼顾公平性，最大限度地调动梯级电站参与联合调度的积极性，本文将Critic权重分析法与具有效益博弈特性的Shapley值法相结合，建立了Critic-Shapley补偿效益分摊法，并将其应用到金沙江中游梯级上的龙盘、梨园和阿海三个电站的联合调度补偿效益分摊中。在此基础上，将Critic-Shapley法的分摊结果与单指标法、离差平方法和Shapley值法的分摊结果进行对比分析。结果表明，Critic-Shapley法具有两点优势:在考虑边际贡献值的同时，兼顾了各电站本身的个体特性，能起到鼓励下游各级电站参与梯级联合运行的效果;充分肯定了龙头电站的补偿调节作用，有利于调动龙头电站参与梯级联合运行的积极性，以实现流域整个梯级的联合运行和总效益最大的目标。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及意义

1．2 水电站优化调度的研究现状和发展趋势

1．2．1 水电站优化调度

1．2．2 水电站联合调度补偿效益分摊

1．2．3 水库调度及其补偿效益理论发展趋势

1．3 本文的主要内容及研究框架

第2章 梯级水电站中长期优化调度模型及其应用

2．1 水库调度理论与方法

2．1．1 常规调度

2．1．2 优化调度

2．2 基于改进GA-POA算法的梯级水电站中长期优化调度

2．2．1 中长期优化调度模型

2．2．2 求解方法

2．3．1 逐次优化算法简介

2．3．2 遗传算法简介

2．3．3 改进GA-POA算法

2．4 实例应用

2．4．1 金沙江中游梯级概况

2．4．2 数据处理

2．4．3 模型输入和输出

2．4．4 调度结果分析

2．5 本章小结

第3章 梯级水电站联合调度补偿效益分摊模型及其应用

3．1 补偿效益分摊方法

3．1．1 单指标法

3．1．2 综合指标法

3．2 Critic-Shapley补偿效益分摊模型

3．2．1 Shapley值法

3．2．2 Critic法

3．2．3 Critic-Shapley补偿效益分摊模型

3．3 实例应用

3．3．1 分摊结果

3．3．2 分摊结果对比分析

3．4 本章小结

4．1 全文总结

4．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢