多目标决策(水电站水库优化调度)课件.ppt
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- 关 键 词:
- 多目标 决策 水电站 水库 优化 调度 课件
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1、1.水库优化调度的内涵2.水库优化调度的准则3.水库优化调度数学模型的建立4.水库优化调度数学模型的求解水库调度:根据水库的功能和调蓄能力,在保 证下游防洪安全和水工建筑物安全 的前提下,对水库的来水过程进行 径流调节,提高发电效益的一种水 库运用控制技术。兴利调度水库调度 防洪调度 生态调度水库优化调度:以系统工程方法为基础,建立以水 库效益最大为目标,以水量平衡、供水能力等为约束条件的优化调度 模型。水库常规调度:根据水库的调度规则,利用径流调 节理论和水能计算方法,确定满足 水库既定任务的蓄泄过程。1.国民经济效益最大或经济费用最小最优准则2.满足水资源综合利用部门一定要求的条件下,使电
2、力系统的总耗煤量最小3.满足电力系统和水资源综合利用部门一定要求的前提下,使水电站的发电量最大4.火电为主,水电为辅的电力系统中的调峰调频电站,使水电站供水期的最小出力最大(或保证电能最大)ttTttMHAQE1maxTttttMHApQF1max目标函数1.以发电量(或发电效益)最大为目标ttHAONPminmaxmaxNtttVLRLZ1)()(minmin2.以水电站出力最小的时段的出力尽可能大为目标3.以水库库区及下游河道生态环境需水量缺水量最小为目标生态环境:河流+水库河流生态环境需水量:满足河流生态系统设定生态 功能与环境功能的需水量,包括生态需水与环境需水。水库生态环境需水量:水
3、库生态系统发挥正常生态环境功能所需的水量,包括生态需水与环境需水。生态需水:水面蒸发量 保持天然条件下河床和河岸稳定等维持非生物 环境基本功能的河流基流量 维持赖水生存的生物体自身消耗生产空间的河 流生物需水量环境需水:包括维持河道水沙平衡、水盐平衡、水功能区 划下一定水质标准、河道景观等基本用水需求 所需水量。生态需水:水库库区生态需水(蒸发、渗漏损失水量,水生物生存所需水量,赖水生存的动植物耗水量)与维持下 游基本生态功能所需要的水量(水生物正常生存繁殖所需水量)。环境用水:库区环境需水(满足水质要求和一定的水库景观水位所需水量)与下游环境需水(维持水沙平衡、水盐平衡、水质标准、河道景观等
4、基本用水所需水量)。tttttKQqVV)(1maxmin,tttVVV1.水库的水量平衡约束2.水库的需蓄水量约束3.水库的下泄流量约束maxmin,tttQQQ4.水电站的出力约束5.变量边界约束6.变量非负约束)()1(nKKVV,maxmin,ttttNHAQN0X水库优化调度模型求解混沌混沌是自然界的一种普遍现象,它看似混乱,却有着精致的内在结构,具有“随机性”,“遍历性”,“规律性”等特点。遍历性:在一定范围内能按其自身的规律不重复的遍历所有的状态。CGA:混沌优化的遍历性+遗传算法优化的反演性 将混沌状态引入到优化变量中,并把混沌运动的遍历范围放大到优化变量的取值范围,然后把得到
5、的混沌变量进行编码,表示成染色体,将他们置于问题的环境中,根据适者生存的原则,对其进行选择,复制,交叉,变异,然后对各个混沌变、量附加一混沌小扰动,通过一代代得不断进化,最后收敛到一个最适合环境的个体上,求得问题的最优解。iiba,min_max_min_max_,mmccppppCGA求解水电站水库优化调度步骤如下:1.划分调度期时段,确定决策变量及其取值空间2.参数设定。确定变量的个数,确定遗传算法的M,T,3.目标函数的处理(多目标单目标)4.约束处理5.初始化种群Logistic映射为:将混沌序列放大到决策变量取值空间:1,(1)12.j 12.iji ji jipn,,()12.12
6、.i jiiii jxabaip jn,6.编码(浮点码)7.适应度函数值计算8.最优保留策略(最优的10%)9.选择、交叉和变异计算 随机联赛选择、算数交叉、均匀变异10.混沌扰动算子11.初始最优解 适应度函数值的最大值与与平均值的差值在允许范围内,或迭代次数达到设定最大值,则寻优结束,得初始最优解12.初始最优解加微小的混沌扰动13.细搜索优化实例研究某水利枢纽工程的任务是供水结合发电,同时亦兼有防洪、防凌等综合效益。水库的总库容为8.96亿m,调节库容为4.45亿m,水库最高蓄水位为980.00m,正常蓄水位为977.00m,电站设计保证率取90%。取水口设于大坝左岸边坡坝段,两条引水
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