流域梯級多業主電站共生機制及聯盟收益分享策略研究

《流域梯級多業主電站共生機制及聯盟收益分享策略研究》是依託華中科技大學，由莫莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：流域梯級多業主電站共生機制及聯盟收益分享策略研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：莫莉
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

隨著電站投資主體的逐步多元化，流域梯級多業主電站群最佳化運營成為在用水競爭、調度模式、市場策略合作等約束集合條件下的大型、動態、高維、非線性最佳化問題，呈現出複雜進化特性。本項目引入共生理論，通過界定時效水量、發電水權、資源生態位等質參量，明晰刻畫流域梯級多業主電站間互惠競爭、協同進化的共生行為模式，為梯級共生聯盟穩定性分析奠定基礎；其次，採用結構方程的方法，推求梯級共生聯盟動態穩定的內在動因和外部條件，揭示多業主電站的共生演進規律；通過設計收益分享係數、臨界非對稱分配係數和實際偏離度等指標，研究共生收益分享機制對梯級共生聯盟穩定性的保障與激勵作用，建立基於合作博弈的梯級共生聯盟收益動態分配模糊談判模型，進而求解梯級共生聯盟收益的最優分享策略，實現流域梯級水電資源的最佳化配置。研究工作可為競爭環境下流域梯級開發、管理和最佳化運營開闢一條新的研究途徑，具有重要的學術價值與現實意義。

結題摘要

隨著電站投資主體多元化，流域梯級電站最佳化運營成為在用水競爭、市場策略合作等約束下的大型、動態、高維最佳化問題。研究工作引入生態經濟學中的共生理論，分析梯級多業主電站間的競合關係，通過Nash均衡博弈，求解影響各電站戰略選擇條件的臨界點，以共生能量有效性和利益分配公平性為主要參數，對建立流域梯級多業主電站共生聯盟穩定性評價計量模型。該模型在某流域梯級電站的仿真計算表明，梯級多業主電站間形成共生聯盟，能夠增加梯級電站發電效益。通過共生聯盟四種模式的穩定性進行量化對比分析，可知梯級電站對稱性互惠共生模式穩定性最高。此外，處於次要地位的下游電站對上游電站的發電量是有反向作用，但影響不是十分巨大。處於主導地位的上游電站可通過蓄水在發電流量上具有一定優勢，但不蓄水增大下泄流量減少了自身後面時段的發電量，增加了下游電站的入流，進而增加下游電站的發電量。處於主導地位的上游電站發電量份額大，處於次要地位的下游電站發電量份額小，且上游電站難以從下游電站獲得增發電量，而下游電站則從上游電站獲得增減電量。雖然上游電站通過蓄水，減少下泄流量的方式，使得下游電站的入流減少，但由於區間徑流的存在，上游電站對下游電站的影響不大；上游電站對下游電站的發電量影響相對較大，處於次要地位的下游電站因為自身發電量數額較小，因此會從聯盟中獲益更多，上游電站對下游電站的發電量貢獻會較大。分別建立了以各電站自身經濟效益為目標的單庫最佳化和梯級整體最佳化調度模型，採用多精英嚮導粒子群算法和量子進化算法，對不同典型代表年徑流輸入條件下兩模型進行求解，對比分析了不同調度方式下梯級電站群發電、棄水等時空分布的差異，提出了梯級水電站群效益分配策略。