市场环境下梯级水电站间发电补偿效益研究

对梯级水电站之间的水力联系和市场竞争中的关系进行了分析,提出了电力市场环境下基于水库特征和市场供求关系的初级竞价策略和综合考虑上下级水电站之间的影响及竞价对水库优化调度反作用力的高级竞价策略,指出了研究和建立梯级水电站群计算机辅助报价决策专家系统的必要性

在传统水电站调度模式下，由于电价固定不变，水电站调度模式的目的是寻求发电量的最大化，以提高效益。然而在市场竞价环境下，电价会随着市场的变化而发生波动，因此，水电站的调度模式转变为以获得尽可能多的利润为最终目标。市场的不确定性提升了发电公司报价决策的难度。与火电厂有所不同，水电站不同时段的发电能力会有所差异，因此，其竞价策略十分复杂。随着竞价策略复杂性的提升，梯级水电站短期优化调度的难度也有所增加，增强对市场竞价下梯级水电站短期优化调度的研究就显得尤为重要。

针对电力市场环境下梯级水电站运行管控问题,提出基于市场出清价的市场力评估指标,并通过构建双层市场仿真与管控模型对不同管控条件下梯级水电站运行方式进行仿真研究。在下层市场竞价仿真模型中,通过迭代优化算法实现市场仿真运行；在上层市场管控设计模型中,以基数电量为决策变量实现对梯级水电站运行的管控；上下层通过市场力评估指标与基数电量形成耦合关系。最后提出耦合市场仿真运行与多核并行禁忌遗传算法(mptga)的求解思路对管控方案进行评价优选。实例分析表明,基于出清电价的市场力评估指标可有效评估市场中梯级水电站跨交易时段所拥有的市场力,利用双层市场仿真与管控模型获得的基数电量方案可实现市场优化管控运行。

针对传统优化算法在求解高维、复杂梯级水电站发电调度时易出现“维数灾”，或陷入局部最优解的缺陷，本文提出了免疫蛙跳算法（isfla）。该算法将克隆选择算法嵌入到混洗蛙跳算法框架中，对混合之后的蛙群构造子群体执行免疫克隆选择操作，同时使用改进的最差解更新方式提高其局部搜索能力。应用实践表明，通过将isfla与标准混洗蛙跳算法、粒子群算法以及逐步优化方法对比，isfla在求解梯级水电站发电优化问题时具有明显的优越性。

三板溪水电站为沅水干流梯级开发的控制性工程,对下游梯级的补偿效益显著。由于目前尚未实行梯级补偿效益偿还机制,三板溪水电站补偿效益得不到偿还,由此致使自身财务陷入被动的局面。在阐述受益电站一般界定方法的基础上,结合沅水干流径流特性和补偿情况,合理确定了施益电站和受益电站;明确了沅水干流梯级补偿效益的界定及计算方法;提出了合理的沅水干流梯级水电站发电补偿效益分配办法及偿付方式。

三板溪水电站为沅水干流梯级开发的控制性工程,对下游梯级的补偿效益显著。由于目前尚未实行梯级补偿效益偿还机制,三板溪水电站补偿效益得不到偿还,由此致使自身财务陷入被动的局面。在阐述受益电站一般界定方法的基础上,结合沅水干流径流特性和补偿情况,合理确定了施益电站和受益电站;明确了沅水干流梯级补偿效益的界定及计算方法;提出了合理的沅水干流梯级水电站发电补偿效益分配办法及偿付方式。

在由\"龙头\"水库与若干日调节或无调节水电站组成的梯级水电中,枯水期末和汛期洪水间隔阶段,\"龙头\"水库根据下游电站区间来水情况,在正常发电流量外实施小流量泄流补偿,不仅可以提高\"龙头\"水库的防洪安全性、减少无益弃水,而且可以给下游电站提供更多的发电水量,改善机组的运行效率。文中建立了梯级水电站实时发电补偿调度风险分析模式,提出了梯级水电站实时补偿增益的计算方法、\"龙头\"水库不同补偿方案下风险的定量化方法以及基于期望增益最大的补偿方案选择方法。实例研究表明所提出的方法是合理、有效的,具有较好的辅助决策价值。

梯级水电站联合发电调度的优化模型的确定在整个电网经济、安全运行中起着非常重要的作用。文中提出一种新的梯级水电站群联合发电优化调度的调度准则——以单位水体发电电价最高优先发电,在此基础上建立梯级水电站群联合发电优化调度模型及其评价方法。首先建立基于四层水体的水库能的水电站发电模型,在此基础上提出单位水体发电电价的概念。建立优化调度模型时,将电力系统中的负荷变化和在电力市场机制下分时上网电价的影响因素考虑在内。该模型能较为客观地反映梯级水电站运行情况,能给系统调度员做出最佳调度决策提供一定的依据。优化仿真计算结果证明该调度准则具有可行性和适用性。

对梯级水电站水能计算方程中各要素及梯级电站丰水期、枯水期、平水期的发电水头和机组工作情况进行了研究。以某梯级水电站为例,计算了无调度和有调度时的发电效益。结果表明:在不进行调节的情况下,全年发电总量为316.75亿kw.h;在进行调节的情况下,全年发电总量为327.11亿kw.h,增发效益为2.59亿元,效益增加近3.3%。

桓仁、回龙山、太平哨3座大中型水电站,为浑江水电梯级开发的一、二、三级,自投入东北电力系统运行至2007年,共累计发电335.10×108kw·h,累计产值达26.47×108元,为3座电站固定资产投资原值的5倍,累计创国民经济生产总值821×108元(按辽宁省1990年每度电创造国民经济生产总值2.45元计)。在取得发电效益的同时,还取得了一定的社会综合效益:保障防洪安全、促进农业增主、加快旅游发展等。通过效益分析,应用投入、产出效益法比较,得出浑江水电梯级开发是完全成功的结论。

利用不确定理论,将入库径流量设定为模糊随机变量,在不确定环境下研究梯级水电站短期优化调度问题,并建立了相应数学模型.应用表明,该研究方法具有可行性.

利用不确定理论，将入库径流量设定为模糊随机变量，在不确定环境下研究梯级水电站短期优化调度问题，并建立了相应数学模型。应用表明，该研究方法具有可行性。

将蚁群优化算法用于求解分时电价下梯级水电站间短期优化调度模型,考虑市场竞争下的电价和电量、水库存水价值、水流时滞以及设备折旧等因素,建立了利益最大化为优化准则的短期优化调度模型.给出了蚁群算法求解梯级短期优化调度模型的数学描述及算法的求解步骤.最后以某梯级流域中三个水电站的相关数据建立了相应的优化调度模型,运用蚁群算法进行了计算仿真,并与传统的动态规划法进行对比.仿真结果证实了所采用算法的有效性和可行性.

以白鹤滩水电站尾水河道整治为例,基于白鹤滩坝址下游河段水文、地形地质条件及梯级水电站运行条件,分析了降低水电站尾水位增加发电量的可行性,通过多种河道整治方案的工程投资和效益对比,确定了合理的河道治理范围和方式。结果表明,充分利用梯级水电站间的水位落差,采取合理的工程措施,可有效降低电站下游尾水位、增加发电量,从而产生可观的经济效益。

随着经济社会不断发展,我国能源结构也随着不断变化,水电资源作为一项重要能源,其发展好坏直接关系到我国的可持续发展道路.梯级水电站作为水电的一种关键形式,必须对其进行发电优化调度,从而保证水资源得到合理利用.本文主要针对梯级水电站的主要特点和未来发展方向,总结了我国的一些成果,并深入分析了其运行过程中的主要问题,通过对模型进行改进,对其进行优化调度,提出了新的调度模型.

本文首先从目标函数和约束条件两个方面,介绍了梯级水电站优化调度的各类数学模型.然后对目前研究比较广泛的各类优化算法进行了综述.最后指出随着水电能源的开发,梯级水库优化调度下一步可能的发展方向.

提出一种应用搜索法、动态规划法实现梯级水电站日经济运行的数学模型和算法。它既可用于实时的梯级水电站发电控制，又可用于控制梯级水电站日发电计划。本数学模型和算法理论上严谨、计算时间比较短，能满足实际运行的需求，此模型和算法应用于东江梯级电站、仿真计算的结果比较满意。

介绍了目前国内对于梯级水电站优化调度问题的研究和实践现状,重点研究了优化调度模型的建立和优化算法。

遗传算法是一种简单、适用的搜索方法,经常用于解决非线性复杂的问题。水库群的最优调度问题,就是利用搜索算法根据水库群进出水和综合利用情况,把水电站水库看作一个系统,把系统的各元素,输入/输出参数等简化和假设后建立简化通用的数学模型,用搜索算法对该数学模型进行优化仿真,得出最优解。

在市场环境中系统电价和负荷一定的情况下,将效益最大化作为系统优化准则,运用水资源价值系数、设备运行费、折旧费及其他费用等成本因素,建立分时电价梯级水电站短期优化调度模型;构造了求解该模型的层结构蚁群算法,采用启发式规则解决解的多样性和机组启停问题,采用精英策略节约计算内存和优化时间。最后,运用我国西南地区某梯级流域中三个连续水电站的数据建立了调度模型并运用层结构算法进行仿真;并从理论方面分析了仿真结果中的每一个变化,对精英区大小的选择作了讨论,分析表明仿真结果与理论分析保持一致,说明建立的模型是合理的,提出的方法是可行而有效的。

讨论市场机制下梯级流域水电站间短期优化调度模型,确定了利益最大化为准则的目标函数。考虑市场竞争的电价和电量、水库存水价值、水流时滞以及设备折旧等因素,给出了相应的约束。重点讨论市场机制对弃水量的影响、发电量和发电引用流量的函数关系式以及存水价值系数的确定方法。最后给出在梯级电站运行管理中引入竞争机制和加强市场预测研究的建议。

为保证电力市场运行的有序性、电力供应和电价的稳定性，国家积极组织发电公司与电网之间签订电力合约。当梯级水电站与电网签订年度电力合约后，电网通过预测用户用电需求，年初时，确定各电站在各月份担任的负荷任务，而水电站的来水具有很大的随机性，导致出力受其影响较大的水电站在履行电网分配的任务时可能存在风险。优化发电资源配置、提高系统的运行安全是电力市场改革的重要目标。分析了梯级水电站多目标发电优化调度的相关内容。