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对电力系统运行效率进行合理有效的评价和分析能够帮助决策者了解电力系统运行过程中效率变动的原因,并且为决策者制定合理的电力系统优化调度方案提供一系列决策意见。制定合理的电力系统优化调度运行策略是实现电力系统安全、稳定、经济运行的主要途径,优化运行能有效的提高电力系统整体运行的经济效益和社会效益。而针对含有梯级水电站水库群的电力系统尤其是区域性互联电力系统的优化调度技术成为了现代电力研究者的研究重点。
本文阐述了电力系统优化调度理论、多目标问题和数据包络分析方法的研究意义、研究现状和发展前景。分析了不同数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)模型下其效率测度的具体方式,并指出多目标规划问题(弱)Pareto最优与(弱)DEA有效之间的内在紧密联系。因此本文提出了基于数据包络分析方法多目标优化思想和决策方法,并将其应用于梯级水电站水库群和区域性互联电力系统优化调度的研究。
针对只含有梯级水电站水库群独立电力系统,本文深入研究了其水电耦合机理,利用基于数据包络分析的决策方法和改进型多目标遗传算法对红水河梯级水电站水库群短期多目标优化问题进行求解,并对所有优化调度方案进行不同模型下的效益分析;不仅从多个方面验证了所建优化调度模型和所用优化算法的正确性和合理性,而且还揭示了梯级水电站效率变化情况和引起效率变化的主要原因。
为了更加真实反映现实调度研究的要求,本文将含有梯级水电站水库群的水火互联电力系统作为分析和研究对象。在考虑水电站分时电价和蓄水价值的情况上,通过研究互联电力系统中火电厂运行能耗特性和互联电网损耗特性以及水火互联电力系统优化运行过程中的指标要求,基于水电站、火电厂以及电网络“安全、稳定、经济”运行等多指标要求下的水火互联电力系统多目标优化调度模型。利用基于数据包络分析的决策方法和改进型多目标遗传算法对以梯级水电站水库群经济效益最大、火电厂能耗最小、污染物排放最小以及电网功率损失最小为目标的广西电网500kV级水火互联电力系统短期多目标优化调度模型进行求解,改进多目标遗传算法能通过并列运行的方式在决策空间中同时搜索获得多种符合要求的决策方案,避免了传统先验方式下多目标优化问题求解过程中决策者主观偏好信息难以确定的情况。通过超效率决策方法,获得能从所有优化结果中获得整体协调性最好的最优方案。计算结果分析表明,所建模型和所用优化算法的正确性和合理性。