技術簡介

1.技術原理

用數學模型及方法解決水電站群優化調度應用問題，從科學問題出發，在技術系統的支撐下展開研究。對流域實測徑流資料進行水文分析，對各電站基本參數進行擬合及整理；建立流域水電站群梯級優化調度模型，分析水電站群發電優化調度結果及進行調度規則研究，開發流域水電站群聯合優化調度系統。
2.技術特點
首次在水庫調度系統中引入大規模非線性優化求解軟件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化調度“高維”問題，還開發了水庫任意選擇、靈活組合的復雜水電站群梯級聯合優化調度系統。
3.解決的具體問題
①以梯級水庫群發電優化為主建立多目標數學模型，在兼顧多方利益條件下實現整體發電效益最大化。②開發“基于可行空間搜尋遺傳算法”，實現對傳統遺傳算法的改進和創新。③采用“基于GAMS非線性規劃法”，首次將GAMS軟件應用于求解梯級水庫群優化調度模型，實現了梯級水庫群的多目標尋優。④實現了調度系統中水庫的勾選，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軟件系統開發了常規、優化調度6個核心算法，提供多種調度依據。
技術指標
（1）以水庫群發電量最大為主構建多目標決策數學模型。
（2）將GAMS軟件首次應用于求解梯級水庫群優化調度模型，應用可行空間搜索技術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）技術研究算法和系統軟件開發分別在相關查新機構進行科技成果查新3次。
（4）研發了基于非線性模型算法的水庫群優化調度系統，取得計算機軟件著作權3項。
（5）在重點期刊發表論文5篇，相關專利申請4項。
（6）經鑒定會專家鑒定，項目創新性突出，研究成果整體達到國際先進水平，其中，基于可行空間的優化搜索技術國際領先。
（7）該系統技術可平均提高流域水電站群總發電量2%～20%，對流域集控中心和各電站而言增加發電收益，對于電網公司可減少購電成本。
技術持有單位介紹
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。歷經50余年的發展，已建設成為學科門類齊全、人才優勢明顯的國家級綜合性水利水電科學研究和技術開發的中心。
主要研究領域覆蓋了水文學與水資源、水環境與生態、防洪抗旱與減災、水土保持與江湖治理、農村與牧區水利、水利史、水力學、巖土工程、水工結構與材料、工程抗震、機電、自動化、工程監測與檢測、風能等可再生能源、信息化技術等多個學科方向。
多年來，主持承擔了一大批國家級重大科技攻關項目和省部級重點科研項目，承擔了國內幾乎所有重大水利水電工程關鍵技術問題的研究任務，取得了一大批原創性、突破性科研成果。
應用范圍及前景
 流域水電站群聯合優化調度系統適用于流域水電站調度與管理，可廣泛應用于電網公司、流域集控中心等，可提高全流域水庫群綜合發電效益。
系統的設計和開發基于C/S模式的四層架構體系，數據庫平臺采用高級應用數據庫Oracle或SQL Server，前端開發采用以.net框架為基礎，可視化編程語言C#開發的方式，以增強界面的友善性和可操作性，開發和使用成本低，易于推廣使用。
目前，該系統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電量2%～20%，系統軟件開發所采用的優化算法，為國內外其他流域的復雜水電站群優化調度研究提供了新的理論依據，其理論向實踐的轉化經驗，可為其他流域水電站群聯合優化調度系統開發建設廣泛借鑒。