基于节能环保的水火电多目标优化调度研究.pdf

第 4 O 卷第 2 期 2 0 1 4年2月 水 力 发 电 基于节能环保的水火电多目标优化调度研究 刘文静 ，付 传雄 ，吴 杰康 ，郭壮 志 1 ． 华南理工大学广 州学院 电气工程学院 ，广 东 广 州 5 1 0 8 0 0 ；2 ． 广东省水利水 电科学研 究 院，广东 广 州 5 1 0 0 6 0 ；3 ． 广 东工业大学 自动化学院 ，广 东 广 州 5 1 0 0 0 6 摘要 为提升水火 电力 系统 运行 的综 合性 能 ，对含 有梯 级水电站的水火电力系统 ，构建兼顾经济 、用水和环保的 多 目标 优化 调度模型 。针对各 目标 的量纲不 同、权重 系数难 以合理 确定 的多 目标 优化问题 ，运用满意度 函数 和欧式 距 离函数对其进行归一化处理 。并采用改进粒子群算法 对处理后 的 目标进行优化求解 。以广西某个 由 1 0个火电厂和 8个梯级水 电站所组成 的水火 电力系统平水期 日发 电优 化调 度计 划为例进行仿真分析 ，优 化结果表 明在调度期 内水 力资源获得了充分利用 ，水电站总出力大于火电厂总出力，从而实现以水代煤，有效减少了煤炭的使用，降低了污 染 物的排放 ，同时也进一 步验证 了本文所提多 目标 优化求解方法 的有效性。 关键词 优化调度 多 目标 ；改进粒子群 ；水火电力系统 Mu l t i - Ob j a c ti v e Op ti mi z e d S c h e d u l i n g f o r Hy d r o t h e r ma l P o w e r S y s t e m Ba s e d o n En e r g y S a v i n g a n d En v i r o n m e n t a l Pr o t e c ti o n L I U We n j i n g ， F U C h u a n x i o n g 2 ， wu J i e k a n g ’ ， G U O Z h u a n g z h i 1 ． S c h o o l o f E l e c t ri c a l E n g i n e e r i n g , G u a n g z h o u C o l l e g e o f S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， G u a n g z h o u 5 1 o 8 o Gu a n g d o n b C h i n a ； 2 ． Gu a n g d o n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f Wa t e r Re s o u r c e a n d Hy d r o p o w e r , G u a n g z h o u 5 1 0 0 6 0 ， Gu a n g d o n b C h i n a ； 3 ． S c h o o l o f A u t o ma t i o n ， G u a n g d o n g Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， Gu a n g z h o u 5 1 0 0 0 6 ， Gu a n g d o n C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o i mp r o v e t h e c o mp r e h e n s i v e p e rf o r ma n c e o f h y d r o - t h e r ma l p o w e r s y s t e m w i t h c a s c a d e h y d r o e l e c t r i c s t a t i o n s , a m u h i - o b j e c t i v e o p t i m i z a t i o n m o d e l w h i c h c a n ma k e t h e C O 0 r d i n a t i o n a m o n g e c o n o mw a t e r r e s o u r c e s a n d e n v i r o n m e n t a 1 p r o t e c t i o n i s e s t a b l i s h e d ． T h e m u l t i -ob j e c t i v e o p t i mi z a t i o n p r o b l e m , i n w h i c h ， t h r e e t a r g e t s h a v e d i f f e r e n t d i m e n s i o n a n d w e i g h t c o e ff i c i e n t i s d i f f i c u l t t o d e t e rm i n e , i s n o rm a l i z e d b y u s i n g s a t i s f a c t i o n f u n c t i o n a n d E u c l i d e a n d i s t a n c e f u n c t i o n ,a n d t h e n i s s o l v e d b y u s i n g i mp r o v e d p a r t i c l e s w a F ff l a l g o r i t h m ． A h y d r o - t h e r ma l p o we r s y s t e m wi t h e i g h t c a s c a d e h y d r o e l e c t ri c s t a t i o n s a n d t e n t h e rm a l p l a n t s i n Gu a n g x i i s s t u d i e d a s a n e x a mp l e t o s i mu l a t e t h e s c h e d u l i n g o p t i mi z a t i o n o f d a i l y p o w e r g e n e r a t i o n i n n o rm a l w a t e r p e rio d ． Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e h y d r o p o w e r o u t p u t i s g r e a t e r t h a n t h e o u t p u t o f t h e rm a l p o w e r p l a n t s ， wh i c h r e d u c e s c o a l c o n s u m p t i o n a n d p o l l u t a n t e m i s s i o n s ． T h e c a s e s t u d y a l s o v e ri fi e s t h e e f f e c t i v e n e s s o f m u l t i - o b j e c t i v e o p t i m i z a t i o n m e t h o Ke y W o r d s s c h e d u l i n g o p t i mi z a t i o n ； m u l t i - o b j e c t i v e ； i m p r o v e d P S O ； h y d r o - t h e rm a l p o w e r s y s t e m 中图分类号 T M 7 3 2 文献标识码 A 文章编号 0 5 5 9 9 3 4 2 2 0 1 4 0 2 0 0 8 3 0 5 0 引言 在 当前 节 能环 保 的 背景 下 ，只追 求 水 火 电力 系 统 经 济 调 度 已 然 不 能 满 足 需 求 ． 同 时 兼 顾 经 济 、 能 源 、环保 等 多 目标 的优 化 调 度及 求 解 方 法【 I 3 J 成 为 当 前 的研究 热 点 。 常规 算 法对 于处 理 高维 多 目标 的水 火 电优 化 问题具 有一 定 的局 限性 ，而可 处 理 大 规模 的复 杂系 统 求解 、且 具 有 高效 快 速 收敛 性 能 智 能优 化算 法 ，如遗 传 算法 、粒 子 群l 5 _等 得 到 了广泛 的应 用 。基 本粒 子 群 算 法 可有 效 优 化单 目标 问题 ，对 于 多 目标 函 数通 常 是 采用 权 重 系 数 、乘 除等 方 、目标 收稿 日期 2 0 1 3 0 8 0 8 基金项 目国家 自然科 学基金项 目 5 0 7 6 7 0 0 1 ； 国家高技术研究 发展计划 8 6 3计划 项 目 2 0 0 7 A A 0 4 Z 1 9 7 ； 高等学校博士学科点专项 科 研 基 金 课 题 2 0 0 9 4 5 0 1 1 1 0 0 0 2 ； 广 东 自 然 科 学 基 金 项 目 2 0 1 3 0 1 0 0 1 2 4 3 1 ， 2 0 1 3 0 4 0 0 1 3 7 7 6 ；广东省高等学校人才 引进专项 资 金 项 目 ；广 东 省 高 等 院 校 学 科 建 设 专 项 资 金 科 技 创 新 项 目 2 0 1 2 K J C X O 0 4 5 作 者简介 刘文静 1 9 8 6 ～ ，女 ，河 北张家 口人 ，硕 士 ．研 究 方 向为 电力系统 优化调度及运行 管理． W o t e r P o w e r V o 1 ． 4 0 N o ． 2 圈 水 力 发 电 2 0 1 4年 2月 规划 等方 法 处 理 为单 目标后 进 行 优 化求 解 ，这些 处 理方 法 需 要有 较强 的先 验 知识 ，且受 人 的主 观 因素 影 响较重 ，不 能有 效反应 实 际运行 情况 。 本 文综 合 考 虑各 方 面 因素 ，提 出兼 顾 节 能 、用 水 及环 保 的 多 目标模 型 ，运用 满 意 度 函数 和 欧式 距 离 函数 对 量 纲不 同 的多 目标进 行 归 一化 处 理 ，避免 人 为 因素 影 响 ．并 采用 改 进粒 子 群 优 化算 法 对 处理 后 的 目标 进行 优 化求 解 。以 一个 具 有 8个 梯 级水 电 站 和 1 O个 火 电厂 的水 火 电 力 系 统 为 例 进 行 仿 真分 析 。来 验证 所建模 型 的正确 性和求 解 方法 的有 效性 。 1 水火电多目标优化调度模型 1 ． 1 目标模 型 在 水 火 联合 运 行 机制 下 ，其 调度 的 目标 主要 是 以水 代 煤 ，减 少不 可 再 生能 源 的使 用 ，从而 减 少 污 染物 的排 放 。但 是 对 于梯 级 水 电 站发 电 。涉 及 调 节 未来 用水 、航 运 、灌 溉 等 多方 面效 益 ，因此 调 度 期 用水 量越 少 越好 。本 文 介 于上 述 考虑 ，建立 系统 总 耗煤 量 最小 、梯级 水 电 站群 耗 水 量 最小 及 污 染物 排 放量 最小 的优化 目标 模 型 mi T 警 T Nr [q ， 。 ] t ， ∑∑ t 2， t ， y l 1 式 中 ， 、 、 分 别 为 系统 总煤 耗 量 、总 水 耗 量及 污 染 物 排放 量 ； ． 为水 电蜥 在 时段 的发 电用水 量 ； T 为 调 度 周 期 ；N 、N 为 系 统 中 水 、 火 电 站 的 个 数 ； ． 为火 电机 组 i 在 t 时 段 出力 ；嘶、b 、c 为 第 i 个 火 电厂 机 组 的 煤耗 系数 ； 、卢 、 为第 i个 火 电厂机组 的排 放系 数 。 1 ． 2 约 束条 件 1 系统 电力平 衡约束 N N ， t 。 t t 2 式 中 ， ．，为水电蜥 在 时段 的出力 ； 为 时段 的网 络损 耗 ， 表 示在f 时段 系统 的总 负荷 。 2 水火 电机组 的出力 约束 P H ,jm in ％ x 2 ， ⋯ 3 l ,／ra in ≤ ． ≤ i 1 ， 2 ， ⋯， N T t ∈T 式 中 ， ⋯ 、 √ rT1 i 、P r ⋯ 、Pr ,i mi n分 别 为水 、火 电机 组 出力 的最 大 、最小 值 。 圈W a r e r P o w e r V o 1 ． 4 0 N o ． 2 3 梯级 电站 水量 平衡 约束 』 V I V 1 ， l Q 4 1 l Jl 。 一 △ ￡ q 2 ， 3 ， ⋯，凡 ； ￡ ∈ 式 中 ， t - 、 分别 为龙 头 电站水 库在 t --1 、t 时 刻 的 库 容 ；At 为 将 调 度周 期 所 分 时 段 的 时 长 ；Q 为龙 头 电 站 t 时 段 的发 电 引 用 流 量 ； 为 龙 头 水 库 的 天 然 来 水量 ； 为 龙头 电站 t 时段 的 弃水 量 ； 为上 游 电站 的下泄流量到达下游的时滞系数；Q 为上级电站的 发 电 流 量 ；5 为 上 级 电 站 的 弃 水 。 4水库 蓄水量 约束 i ≤ ≤ a x ， 1 ， 2 ， ⋯ ， Ⅳ H ；t ∈T 5 式 中 ， 、 ⋯ 分别 为 电站 水库 蓄水 量 的最小 与最 大值 。 5 发 电流量 约束 Q G 。 ≤QG √ ≤QG J ， 1 ， 2， ⋯ ， ； ∈ 6 式 中 ，Q。 i 、Q。 分 别 为水 电机组 发 电流 量 最小 、 最 大值 。 6水 电站弃 水 约束 0≤ S ，≤S 7 式中， Js 为水电站 在 时段的弃水量， s 为水电 站 在 t 时段 的最 大弃水 量 。 7 火 电机 组 出力 爬 坡 约 束 。在 相 邻 时 段 内 ， 火 电机 组 出力变 化应 在合 适 的范 围 ，否 则有 损设 备 。 两 个 时 段有 功 出力差 值 应 在该 机 组 在 此 时段 内所 能 升 降 出力 的最大 值之 间 _ △ ， ≤ ， 一 ， ≤△ ，i 2 ， ⋯ ， NT ； f 8 t l ， 2， ⋯ ， 1 式 中 ，_ △ ． 、△ ． 分 别 为 t 时 段 相 比 t -1 时 段 机 组 出力 的最小 、最 大变 化量 。 8 水 耗 量 和煤 耗 量 约束 。本 文 的 目标 之 一 是 系 统 总煤 耗 量 最小 ，这 一 目标 的实现 则 需 要 以梯 级 电站 承担 较 大 出力 来 完 成 ，而 梯级 电站 发 电量 越 多 则 耗水 量 越 多 。这 与 另 一 目标 梯 级 电站 耗 水量 最 小 化 相 冲 突 ，从 纵 向各 个 目标 系统 内部 来 看 ，追求 各 自的最 小化 。而 从横 向整 个 系统 效 益来 看 ，需要 水 电 出力 大 于 火 电 出力 ，两 者 达 到 相 对 最 小 。 因 此 ， 将 二 者 统一 转 化 到 一个 标 准 下 ，总 耗 水量 折 算所 得 的煤耗 量应 大 于实 际总耗 煤量 ，即 T N ， v ∑ i 1 Wt 9 式 中 ， 为水 火 电转化 系数 。 ” ， 、 】 厶 ∑ ∑ H X胃 ， 号 于 壹塞 丁I J日 E J t l 廿 小 人 吧 暑 t | 1 ， bl C ．i V 丐厦 T B 2 多目标优化求解算法 2 ． 1 多 目标 处理 首 先 对 单个 目标 进 行处 理 ，采 用公 式 1 0将 各 个 目标 统 一 到 一个 标 准 下 ，求 出每 个 目标 的满 意 度 函数 西 1 ， 2 ， ⋯ ， m 1 0 一 ． 、 ’ ’ ’ 式 中 ， 为 目标 个 数 ； 为 目标 i 的满 意 度 函数 ；f ⋯ 为 目标 的最优 解 ； ． 为 目标 的最 劣解 ； 构 造欧 氏距 离 目标 函数 如 下 m i n d ＼ [ 一 咖 r 1 1 式 中 ，d x 为构 造 的欧 氏距 离 ； 为 各 目标 满 意 度 函数 ， 的最 优值 最 小 值 ； 是在 所 有 目 标 函数 的约束 下 可 以找到某 个最 优解 的 函数 ；西 一 ． 之 间的距离 越小 ，表 明越 接近 最优 值 。 2 _ 2改进粒子群算法 Z DP S 0 在 标准 粒 子 群算 法 中 ，粒子 在 飞 行 中依 靠 速 度 和 位 移 来更 新 自己寻 求 最 优 解 ．假 设 在 一 个Ⅳ维 空 间 中 ，有 个 粒 子 ，第 个 粒 子 的位 置 可表 示 为 ， ， ⋯ ， ，对 应 的 速 度 可 表 示 为 ， ， ⋯ ， V ，其 速度 和位移 更新 公式 为 V i ,j f 1 ‘ 1 i ,j f c 1 。 r 1 [ p 一 J ] c 2 。 r 2 ‘ ￡ ] 1 2 X i ,j 1 ￡ √ f 1 式 中 ，下标 为 粒 子 的 当前 处 于 第 维 ，即 变 量 个 数 ，j l ， 2，⋯ ， Ⅳ；下 标 i 表 示 粒 子 的个 数 ，i 1 ， 2， ⋯ ，m，粒 子 数 一 般 取 2 0 5 0个 ；t为 迭 代 次 数 ，w 为惯 性 因子 ，决定 粒子 的搜 索 能力 ；c 、c 2 为 学 习 因 子 ，表 示粒 子 的 自我学 习及 跟其 他 粒 子 经验 交 流 学 习 的程度 ，通 常取 值为 C 1 c z 2；r 、r 为[ 0 ， 1 ] 之 间 的 随机 数 ； ， z 为 迭代 到第 t 次 时 ，第 i 个粒 子 在第 ． 维 的空 间位 移 ； ， ， t 为迭 代 到第 t次 时 ，第 i 个 粒 子在 第 维 的速度 ；P f 为迭 代 到第 t 次 时 ，第 个 粒子在第 维 的最 优值 ；P g ,j 为迭 代到第 t 次时 ，群 体在第 维 的全 局最 优值 。 针对 标 准 粒 子群 易 陷 入局 部 最 优解 等缺 陷 ，对 权 重 系 数采 取 线 性 减 少 W，引入 自适 应 学 习 因 子来 进 行 调整 ，从 而使 算 法 具 有动 态 自适 应性 ，能 够 快 速收敛 到最 优解[ 6 1 。 1 惯 性权重 线 性递 减 f 一t “ Wm m x -- W mi n W---- W 1 3 f 一 ⋯ t ⋯ 式 中 ，w⋯ 、w 分 别 表 示 的极 大 与 极小 值 ，通 常 取值 分别 为 0 ． 9、0 ． 4； 表示 为 当前迭 代次数 ； 表 示 迭代 至第 次时 的惯性 因子 t m a x 表示最 大迭代 次数 。 2 学 习因子异 步 变化 ． t 。 c 1 ,m a x -- c 】 c l c 1 二 ⋯． 式 中 ，c 。 t 、C 2 为第 t 次 迭代 的学 习 因 子 ；c ⋯ 、 C 2 ,r ai n为学 习 因子c 1 、c 2 的初 始值 ，通 常c 1 ,r a i n 2 ． 5、c 2 0． 5；c 、C , m a 为学 习 因子c 】 、c 2 的终值 ，通 常c 】 ，一 0 ． 5、 2 ⋯ 2． 5。 3 Z D P S O 步骤 ① 初 始 化各 参 数 的值 ，如 粒 子规 模 、粒 子 的初 始 位置 及 速 度 ；本 文 将 火 电厂 每 个 时 段 的 出力 和 水 电站 每 个 时段 的发 电 引用 流 量 作 为 粒 子 变量 ；② 运 用适 应 度 函数 来 评 价粒 子 的适 应 值 ，将 粒 子 目前 的适 应 值 与 其 最 优位 置 P ． 的适 应 值 相 比 较 ，用 最 优 适 应 值 更 新P ；③ 对 于 每 个 粒 子 ， 比较 所有 粒子 自身 的适 应 值 与全 局粒 子最 优 位置 的 适 应 值 ，用 最 优 适应 值 更 新P ；④ 使 用 1 2 式 更 新 粒子 的速 度及 位移 ；⑤ 根据 式 1 3 、 1 4 更新 惯 性 因子 及 学 习 因 子c 、c ， ；⑥ 分 析 是 否 满 足停 止 条 件 达到 最大 迭代 次数 或者 精度 要求 ，满足 则停 止 运算 ，输 出最优 解 ，否 则返 回到第 二步 继续 迭代 。 3 算例仿真 3 ． 1 算例 本 文选 取红 水河 上 8个 梯 级水 电站 和 广西 1 O个 火 电厂 构成 的 电力 系统 1天 的运 行 情 况 ，进 行优 化 调 度 仿 真计 算 分 析 。水 、火 电参 数 如 表 1 、2、3所 示 ，负荷 情 况来 自于 广西 日调度 报 ，见表 4所示 。 在 满 足 以上 约 束条 件 以及 系统 负 荷 平 衡 的条 件 下 ， 运 用 改进粒 子群 算法 对 多 目标 进 行优化 求 解 ， 种 群 个 数 5 0，迭 代 次 数 为 1 0 0 0次 ，各 时段 水 电机 组 与火 电机 组 出力情 况如 图 1 、2所示 为验 证改 进 粒 子群 算 法 的 优越 性 ，分 别运 用 标 准 粒 子群 算 法 与 改进 粒 子 群算 法 ，对 多 目标模 型 进 行 求解 ，两 种算法 的参 数 如表 5所示 。 3 ． 2优化结果分析 1 从 图 1 、表 3可 以看 出 ，第 2 、4级水 电站 装 机容 量 大 、水 头 较 高 ，在 调 度期 内承 担 了较 大 的 出 力 。 由于 所 建 目标 之 一是 耗 水 量最 小 ，大容 量 机 组 在 高 水 头下 发 电效率 较 高 ，因此 会 被 优先 安 排 发 电 ，从 而 减 少耗 水 量 ，这 与实 际情 况 相 符 。之 所 以 W a t e r P o w e r V o L 4 0 N o ． 2 固 ／ J ＼ ／J 仅吧 I ． ／l ‘ 斗C 表 1 火电厂基本参数 火 电 厂 萋 煤 耗 系 数 机 组 出 力 的 上 下 限 发 电 平 均 o M j x w 1 0 ． h - 5 ／ b ／ t ． w P M i m w a 水库 装机 保证 最大 最小 初始 设计发 水电站 调 节 容量／ 出力／ 库容／ 库容／ 库容／ 电水 特性 MW Mw 亿 m 亿 m] 亿 n l 头／ m 0 0 01 0 0 8 2 0 0 8 o o一 9 o o l1 3 0 0 l 6 0 01 7 0 0 1 2 0o 0 1 0 0 2 0 0 8 4 0 0 9 O 01 0 0 0 1 2 o 0 0 1 7 0 0 1 8 o 0 1 1 6 0 0 2 o o 一 3 o 0 8 6 0 0 1 0 0 0一l 1 0 0 1 2 2 o 0 1 8 0 0 1 9 0 0 l 1 o o O 3 0 0- 4 0 0 9 0 0 0 l 1 0 0 1 2 0 0 1 2 4 0 0 1 9 O 0 2 00 0 1 0 0 0 0 4 0 0 5 0 0 9 5 0 0 1 2 0 o一1 3 0 0 1 2 2 0 0 2 0 0 0 21 0 o 9 7 0 0 5 o o 一 6 0 o 1 O 0 0 O l 3 0 0 一l 4 o o l 1 3 0 0 21 0 0 ～ 2 2O 0 9 5 0 0 6 0 7 0 0 l 1 0 o o 1 4 0 0 1 5 0 0 1 2 3 0 o 2 2 0 0 2 30 0 9 3 0 0 7 0 0 8 0 0 1 1 2 0 0 1 5 O 01 6 O 0 1 2 3 0 0 2 3 O 0 2 4 0 0 9 0 O 0 圈W a t e r P o P r V o 1 ． 4 0 N o ． 2 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 0 ≥ 蚓3 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 0 5 1 O 1 5 2 O 2 5 时段值／ h 图 1 梯级水 电站群各电站 日出力情况 0 5 1 O l 5 2 O 2 5 时段值／ h 图 2 广西各火电厂 日出力 表 5 Z P SO／ S t d ． P S 0算法参数 其 不 能 满发 ，一方 面 是 由于 自身 的 出力 、库 容 等约 束 ．另一 方 面 是要 考 虑 多 种 因素 ，如对 下 游 电 站 的 水 头 、发 电流量 等影 响 。 2从 表 1 、图 2可 以看 出 ，1 、2、4号 电站发 电平 均 煤耗 数 值 比其他 电厂 的数 值 要 低 ，并 且 所 建 目标 中是追 求 火 电发 电煤 耗 量最 小 ，因 此 ，对 于煤 耗 率 低 及装 机 容 量 大 的机 组 应 承担 较 大 出力 ，可 有 激 0 醚 ◇ 搭 瓣0 0～ 轰 _ ∞ 麓 0 l 0 嘲 _ 秣 - 鼍 0黔 0 幽 _ 誓 0麓 黼 臻∞ ‰ 谁蝴 崤 谁 精 鹄 虢 ％ 露 0 0 秧 。一 蕊 锵遗游 ∞ ≮≈ 。 m 懑 簿 ≮ ≮ 。 虢 礁 鸱穗 麓鬻辑 0 0 l 『 l ll戮 一 0 瀚 螺 ≮≈ ％ 波 。媾一 壤一麓 ≈ - 强 ≈ 戳 蛰 螺 躲 薯鬻 m 强 。 糍魏虢 辩籀滤稳 ■港珏 臻 怒糍 0赫 m 蝣 一 0 巍 撼 爨 黪 0 _ ≮ ≯ 黼 麓獬 0 ㈣ ㈣ ㈣ ㈣ ㈣ ㈣ 0 7 6 5 4 3 2 l R丑 一 U 日 ， 彳 亍 a 叠 ； 丁I Jf | BJ 1、 p 口 ， J ＼人 j7匕j 例 、 - yL．f 1 I 丹 曼 l 丌 7 时段值／h ll ≯ l| 图 3 广 西水火 电联合 系统优化调度 效减 少煤 耗量 ，从 而减 少污染 物 的排放 。 3 从 表 6可 以 看 出 ，在 总 负 荷 一 定 的 情 况 下 ，改 进后 算 法 所 求 出 的用 水量 、煤 炭使 用 量 以及 污染 排 放 量要 低 于标 准 粒 子 群算 法 求 出 的数 值 ，说 明改 进 后 的 算 法求 解 精度 较 高 。从 图 3可 以 看 出 ， 调度 期 的各 个 时 段 ，水 电机 组 的 出力 大 于火 电机组 的 出力 。达 到 了以水 代 煤 ，可有 效 减少 煤 炭 的使 用 量 和污染 物 的排 放量 ，证 明 了所 建模 型及 算 法 的有 效性 4 结语 1 本 文针 对含 有梯 级水 电站 的水 火 电力 系统 ， 建 立 了兼 顾 节 能 、用 水 、环 保 三 个方 面 优 化 调度 模 上 接 第 5 3页 冷 击 的模 型 ，通 过设 定 寒 潮 的 出现 时 间和 连续 发生 次 数 ，分 别 从 温 度场 与 应 力 场等 角 度 分 析 闸墩 薄壁 混 凝 土结 构 在 环境 温 度 、混凝 土 水 化 热 、温 控措 施 、混凝 土徐 变 及气 温 骤 降 等 因素 影 响下 ．施 工早 期 与 后期 寒 潮 及 连续 寒 潮 冷 击下 闸墩 结 构 的真 实 受力 特 性 。研 究 表 明 ，在 早 期 寒潮 冷 击 下 ，闸墩 混凝 土 温 度 场波 动 大 ，但 应 力 波 动小 ；在 后 期 多次 寒潮 冷 击 下 ，闸墩 的温度 场 波 动 较小 ，但 应 力 场 波 动 较 大 。且 在 短期 内应 力 幅 值 频 繁 波 动 ， 开裂 可 能性 大 大 提 高 。 闸墩 应力 波 动 较 大位 置 主 要 位 于 闸 墩 与 底 板 交 接 的 拐 角 处 ，寒 潮 冷 击 下 ，拐 角 处两 侧 的混 凝 土 均 因温 度 骤 降 而产 生 收 缩变 形 ，且 此处 几 何 突变 较 大 ，易 产 生 较 大 的拉 应 力 。在 大 坝 及泄 洪 建筑 物 中 ，有很 多 类 似 于水 闸闸 墩 的薄 壁 边 墙结 构 在施 工 期 遭 遇寒 潮 ，其 温 度 与 受力 状 态 具 有 类 似 的变 化 规 律 ，在 结 构设 计 中应予 以考 虑 寒潮 的 影 响 型 ，仿 真结 果 证 明在 调 度 期 装机 容 量 大 、水 头 较 高 的水 电站 优 先 发 电并 且 承 担 较大 的 出力 ，同时 煤 耗 率 低 及装 机 容 量 大 的机 组 出力较 大 ，实 现 了 以水代 煤 ，节 能减 排 。 2对 多 目标 优 化 调度 模 型 求解 时 ，无 需 对 目 标 函数 进 行 权 重 系数 的确 定 ，运 用 满 意度 函数 及 欧 式 距离 函数 可 有效 对 量 纲 不 同且 相 互 冲突 的 目标 进 行 归一 化处理 ，简化求 解 过程 。 3 改 进 粒 子 群 算 法 对 含 有 多 维 约 束 、大 型 、 复 杂 的非 线 性 问题 的求 解 比标 准 粒 子群 算 法 具 有更 高 的精 度 ，更 快 的收敛 速 度及 更好 的精度 。 参考文献 [ 1 ] 郭壮志 ，吴杰 康 ，孔繁镍． 基 于仿电磁学 算法和数 据包络分 析 的水火电力系统多 目标优化 调度[ J ] ．中国电机工程学报 ，2 0 1 3， 3 3 4 5 3 6 1 ，8 ． [ 2 ] 喻洁 ，季晓明 ，夏安邦． 基于节能环保的水火 电多目标调度策 略 [ J ] ． 电力 系统保护与控制 ，2 0 0 9 ，3 7 1 2 4 2 7 ． [ 3 ] 吴杰康 ，李赢．水火 电力 系统 多 目标 优化 调度 [ J ] ．现代 电力 ， 2 0 1 1 ，2 8 1 5 2 - 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