技術(shù)簡介

1.技術(shù)原理

用數(shù)學模型及方法解決水電站群優(yōu)化調(diào)度應用問題，從科學問題出發(fā)，在技術(shù)系統(tǒng)的支撐下展開研究。對流域?qū)崪y徑流資料進行水文分析，對各電站基本參數(shù)進行擬合及整理；建立流域水電站群梯級優(yōu)化調(diào)度模型，分析水電站群發(fā)電優(yōu)化調(diào)度結(jié)果及進行調(diào)度規(guī)則研究，開發(fā)流域水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。
2.技術(shù)特點
首次在水庫調(diào)度系統(tǒng)中引入大規(guī)模非線性優(yōu)化求解軟件GAMS，首次提出基于可行空間搜索的改進遺傳算法；不僅在算法上解決了水庫群優(yōu)化調(diào)度“高維”問題，還開發(fā)了水庫任意選擇、靈活組合的復雜水電站群梯級聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。
3.解決的具體問題
①以梯級水庫群發(fā)電優(yōu)化為主建立多目標數(shù)學模型，在兼顧多方利益條件下實現(xiàn)整體發(fā)電效益最大化。②開發(fā)“基于可行空間搜尋遺傳算法”，實現(xiàn)對傳統(tǒng)遺傳算法的改進和創(chuàng)新。③采用“基于GAMS非線性規(guī)劃法”，首次將GAMS軟件應用于求解梯級水庫群優(yōu)化調(diào)度模型，實現(xiàn)了梯級水庫群的多目標尋優(yōu)。④實現(xiàn)了調(diào)度系統(tǒng)中水庫的勾選，有效解決了水電站群水量利用效益最大化和流域不同投資主體水電站效益最大化的矛盾。⑤軟件系統(tǒng)開發(fā)了常規(guī)、優(yōu)化調(diào)度6個核心算法，提供多種調(diào)度依據(jù)。
技術(shù)指標
（1）以水庫群發(fā)電量最大為主構(gòu)建多目標決策數(shù)學模型。
（2）將GAMS軟件首次應用于求解梯級水庫群優(yōu)化調(diào)度模型，應用可行空間搜索技術(shù)對遺傳算法進行改進，有效解決梯級水庫群的多目標求解問題。
（3）技術(shù)研究算法和系統(tǒng)軟件開發(fā)分別在相關(guān)查新機構(gòu)進行科技成果查新3次。
（4）研發(fā)了基于非線性模型算法的水庫群優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，取得計算機軟件著作權(quán)3項。
（5）在重點期刊發(fā)表論文5篇，相關(guān)專利申請4項。
（6）經(jīng)鑒定會專家鑒定，項目創(chuàng)新性突出，研究成果整體達到國際先進水平，其中，基于可行空間的優(yōu)化搜索技術(shù)國際領(lǐng)先。
（7）該系統(tǒng)技術(shù)可平均提高流域水電站群總發(fā)電量2%～20%，對流域集控中心和各電站而言增加發(fā)電收益，對于電網(wǎng)公司可減少購電成本。
技術(shù)持有單位介紹
中國水利水電科學研究院隸屬中華人民共和國水利部，是從事水利水電科學研究的公益性研究機構(gòu)。歷經(jīng)50余年的發(fā)展，已建設(shè)成為學科門類齊全、人才優(yōu)勢明顯的國家級綜合性水利水電科學研究和技術(shù)開發(fā)的中心。
主要研究領(lǐng)域覆蓋了水文學與水資源、水環(huán)境與生態(tài)、防洪抗旱與減災、水土保持與江湖治理、農(nóng)村與牧區(qū)水利、水利史、水力學、巖土工程、水工結(jié)構(gòu)與材料、工程抗震、機電、自動化、工程監(jiān)測與檢測、風能等可再生能源、信息化技術(shù)等多個學科方向。
多年來，主持承擔了一大批國家級重大科技攻關(guān)項目和省部級重點科研項目，承擔了國內(nèi)幾乎所有重大水利水電工程關(guān)鍵技術(shù)問題的研究任務，取得了一大批原創(chuàng)性、突破性科研成果。
應用范圍及前景
 流域水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)適用于流域水電站調(diào)度與管理，可廣泛應用于電網(wǎng)公司、流域集控中心等，可提高全流域水庫群綜合發(fā)電效益。
系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)基于C/S模式的四層架構(gòu)體系，數(shù)據(jù)庫平臺采用高級應用數(shù)據(jù)庫Oracle或SQL Server，前端開發(fā)采用以.net框架為基礎(chǔ)，可視化編程語言C#開發(fā)的方式，以增強界面的友善性和可操作性，開發(fā)和使用成本低，易于推廣使用。
目前，該系統(tǒng)已在湖北漢江全流域及其支流安裝上線，可平均提高全流域水電站群總發(fā)電量2%～20%，系統(tǒng)軟件開發(fā)所采用的優(yōu)化算法，為國內(nèi)外其他流域的復雜水電站群優(yōu)化調(diào)度研究提供了新的理論依據(jù)，其理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化經(jīng)驗，可為其他流域水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)廣泛借鑒。