[發(fā)明專利]一種基于混合布谷鳥優(yōu)化算法的多級(jí)水庫優(yōu)化調(diào)度方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811388469.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN109583638A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊小朝;魏博;史瑞靜;王維慶;李笑竹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新疆大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06N3/00
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一種基于混合布谷鳥優(yōu)化算法的多級(jí)水庫優(yōu)化調(diào)度方法，本發(fā)明涉及水利水電技術(shù)領(lǐng)域；獲取梯級(jí)水庫系統(tǒng)的基本信息；針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥算法存在的缺陷，將邊界變異原則和變步長策略引入標(biāo)準(zhǔn)的布谷鳥算法中，得到自適應(yīng)布谷鳥算法；提出了一種新穎的基于模擬退火算法的布谷鳥搜索算法，將布谷鳥算法作為全局算法搜索算法；利用改進(jìn)后的混合布谷鳥算法求解步驟一中建立的多級(jí)水庫優(yōu)化調(diào)度模型，得出多級(jí)水庫每個(gè)月的發(fā)電流量、發(fā)電水頭以及水電站出力情況。破解我國能源發(fā)展困局，保證能源及時(shí)消納，減少棄水電量，為水電站的運(yùn)行提供參考，具有一定的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利水電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于混合布谷鳥優(yōu)化算法的多級(jí)水庫優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

我國已形成了世界上規(guī)模最為龐大的互聯(lián)水電系統(tǒng)，但水電的運(yùn)行與調(diào)度中存在諸多問題。在我國諸多大型水電站中，多數(shù)水能利用率不高，產(chǎn)生的大量電能往往無法得到有效的利用，致使大面積棄水，造成大量的資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種設(shè)計(jì)合理的基于混合布谷鳥優(yōu)化算法的多級(jí)水庫優(yōu)化調(diào)度方法，破解我國能源發(fā)展困局，保證能源及時(shí)消納，減少棄水電量，為水電站的運(yùn)行提供參考，具有一定的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：它的操作步驟如下：

步驟1、獲取梯級(jí)水庫系統(tǒng)的基本信息，包括：裝機(jī)容量、單機(jī)流量、保證出力、水頭等，建立以提高水資源利用率，減少水電站水庫棄水量的前提下，發(fā)電水頭最高的目標(biāo)函數(shù)f(x)；梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度模型以水電站水庫的水利水電系統(tǒng)為整體目標(biāo)，以發(fā)電量最大，棄水量最小建立目標(biāo)函數(shù)組成的系統(tǒng)方程組并結(jié)合水庫對(duì)外界的影響確定約束條件，對(duì)水電站水庫優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最后的完善；

步驟1.1、具體的目標(biāo)函數(shù)為：

步驟1.1.1、發(fā)電量最大

充分滿足水電站的發(fā)電效益，以獲取經(jīng)濟(jì)利益，在此取水電站的發(fā)電量最大，由此構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)：

式中：N為梯級(jí)水電站群中所包含水電站的個(gè)數(shù)，T為時(shí)間量，L為某個(gè)水電站中所包含機(jī)組個(gè)數(shù)；

步驟1.1.2、蓄水量最大

在獲得最大發(fā)電量的同時(shí)，為了使水資源能夠充分利用，達(dá)到節(jié)約用水的目的，希望用水量最小，由此構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)為：

式中V_n，end表示第n個(gè)水電站在調(diào)節(jié)期末的蓄水量；

步驟1.1.3、棄水量最小

在此，可將梯級(jí)水電站群中所有包含的水電站簡化看成一個(gè)整體，在考慮梯級(jí)水電站群的棄水問題時(shí)，可等同于末級(jí)水電站是否有棄水產(chǎn)生，如最末級(jí)都沒有棄水的產(chǎn)生，則可視為整個(gè)梯級(jí)水電站群沒有棄水產(chǎn)生；

式中，S_end，t為末級(jí)水電站的棄水流量；

步驟1.2、約束條件：

步驟1.2.1、水量平衡約束：

其中：V_n，t、V_n，t+1為水電站n在t+1時(shí)刻的初始與末位蓄水量；S_n，t為水電站n在時(shí)刻t的棄水流量；Q_{n，u，l，t-τ}為入庫流量；S_n，u，t-τ水電站n上一級(jí)水電站的棄水流量；Q_n，l，t為水電站n的發(fā)電流量；S_n，t為水電站n的棄水流量；