水电站群联合优化调度系统

水电站群联合优化调度系统
技术简介
1.技术原理
用数学模型及方法解决水电站群优化调度应用问题，从科学问题出发，在技术系统的支撑下展开研究。

对流域实测径流资料进行水文分析，对各电站基本参数进行拟合及整理；建立流域水电站群梯级优化调度模型，分析水电站群发电优化调度结果及进行调度规则研究，开发流域水电站群联合优化调度系统。

2.技术特点
首次在水库调度系统中引入大规模非线性优化求解软件GAMS，首次提出基于可行空间搜索的改进遗传算法；不仅在算法上解决了水库群优化调度“高维”问题，还开发了水库任意选择、灵活组合的复杂水电站群梯级联合优化调度系统。

3.解决的具体问题
①以梯级水库群发电优化为主建立多目标数学模型，在兼顾多方利益条件下实现整体发电效益最大化。

②开发“基于可行空间搜寻遗传算法”，实现对传统遗传算法的改进和创新。

③采用“基于GAMS非线性规划法”，首次将GAMS软件应用于求解梯级水库群优化调度模型，实现了梯级水库群的多目标寻优。

④实现了调度系统中水库的勾选，有效解决了水电站群水量利用效益最大化和流域不同投资主体水电站效益最大化的矛盾。

⑤软件系统开发了常规、优化调度6个核心算法，提供多种调度依据。

技术指标
（1）以水库群发电量最大为主构建多目标决策数学模型。

（2）将GAMS软件首次应用于求解梯级水库群优化调度模型，应用可行空间搜索技术对遗传算法进行改进，有效解决梯级水库群的多目标求解问题。

（3）技术研究算法和系统软件开发分别在相关查新机构进行科技成果查新3次。

（4）研发了基于非线性模型算法的水库群优化调度系统，取得计算机软件著作权3项。

（5）在重点期刊发表论文5篇，相关专利申请4项。

（6）经鉴定会专家鉴定，项目创新性突出，研究成果整体达到国际先进水平，其中，基于可行空间的优化搜索技术国际领先。

（7）该系统技术可平均提高流域水电站群总发电量2%～20%，对流域集控中心和各电站而言增加发电收益，对于电网公司可减少购电成本。

技术持有单位介绍
中国水利水电科学研究院隶属中华人民共和国水利部，是从事水利水电科学研究的公益性研究机构。

历经50余年的发展，已建设成为学科门类齐全、人才优势明显的国家级综合性水利水电科学研究和技术开发的中心。

主要研究领域覆盖了水文学与水资源、水环境与生态、防洪抗旱与减灾、水土保持与江湖治理、农村与牧区水利、水利史、水力学、岩土工程、水工结构与材料、工程抗震、机电、自动化、工程监测与检测、风能等可再生能源、信息化技术等多个学科方向。

多年来，主持承担了一大批国家级重大科技攻关项目和省部级重点科研项目，承担了国内几乎所有重大水利水电工程关键技术问题的研究任务，取得了一大批原创性、突破性科研成果。

应用范围及前景
流域水电站群联合优化调度系统适用于流域水电站调度与管理，可广泛应用于电网公司、流域集控中心等，可提高全流域水库群综合发电效益。

系统的设计和开发基于C/S模式的四层架构体系，数据库平台采用高级应用数据库Oracle或SQL Server，前端开发采用以.net框架为基础，可视化编程语言C#开发的方式，以增强界面的友善性和可操作性，开发和使用成本低，易于推广使用。

目前，该系统已在湖北汉江全流域及其支流安装上线，可平均提高全流域水电站群总发电量2%～20%，系统软件开发所采用的优化算法，为国内外其他流域的复杂水电站群优化调度研究提供了新的理论依据，其理论向实践的转化经验，可为其他流域水电站群联合优化调度系统开发建设广泛借鉴。