【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水利工程，尤其涉及一種長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法和系統。
技術介紹
1、流道系統是抽蓄電站的重要組成部分。其水力參數的優化在抽蓄電站設計過程中十分關鍵。一方面，流道系統由多個復雜的管道部件組成，每個部分都包含關鍵的水力參數，這些參數的合理配置與優化對于提升抽蓄電站的整體性能至關重要；另一方面，流道系統水力參數的優化過程涉及多個復雜的控制要求，這些控制要求之間相互關聯、相互影響，共同構成了流道系統優化設計的難點。因此，流道系統水力參數的優化實質上是一個涉及多變量、多目標的復雜協調控制問題，需要綜合考慮各種因素，以實現抽蓄電站安全、穩定、高效運行的目標。
2、流道水力參數優化目前的研究主要集中在抽蓄電站機組控制策略、調速器參數優化、導葉關閉規律優化方面。但是，在現有學者提出的抽蓄電站控制策略中，對長引水抽水蓄能電站水力參數研究，往往對流道損失和調壓室阻抗損失簡單化處理，忽視了流道損失和調壓室阻抗損失其實是非線性的，這些損失會引起流道系統內的壓力波動，進而影響蓄能電站的穩定運行。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法和系統，解決了如何提高蓄能電站運行穩定性的技術問題。
2、本專利技術第一方面提供的一種長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，包括：
3、響應對蓄能電站的參數優化請求，建立考慮流道損失非線性和調壓室阻抗損失非線性的蓄能電站數學模型；
4、設置所述蓄能電站數學
5、基于蜉蝣算法，利用所述模型約束條件對所述蓄能電站數學模型進行迭代求解，得到所述蓄能電站的流道水力參數最優解集。
6、可選地，考慮流道損失非線性和調壓室阻抗損失非線性的所述蓄能電站數學模型的決策變量包括長引水隧洞長度、長引水隧洞水頭損失、壓力管道長度、壓力管道水頭損失、調壓室斷面積、調壓室阻抗損失和水泵水輪機工作水頭；
7、所述模型約束條件包括：
8、所述長引水隧洞長度大于或等于預設最小長引水隧洞長度約束值，且所述長引水隧洞長度小于或等于預設最大長引水隧洞長度約束值；
9、所述長引水隧洞水頭損失大于或等于預設最小長引水隧洞水頭損失約束值，且所述長引水隧洞水頭損失小于或等于預設最大長引水隧洞水頭損失約束值；
10、所述壓力管道長度大于或等于預設最小壓力管道長度約束值，且所述壓力管道長度小于或等于預設最大壓力管道長度約束值；
11、所述壓力管道水頭損失大于或等于預設最小壓力管道水頭損失約束值，且所述壓力管道水頭損失小于或等于預設最大壓力管道水頭損失約束值；
12、所述調壓室斷面積大于或等于預設托馬臨界穩定斷面積，且所述調壓室斷面積小于或等于預設最小調壓室斷面積約束值；
13、所述調壓室阻抗損失大于或等于預設最小調壓室阻抗損失約束值，且所述調壓室阻抗損失小于或等于預設最大調壓室阻抗損失約束值；
14、所述水泵水輪機工作水頭大于或等于預設最小水泵水輪機工作水頭約束值，且所述水泵水輪機工作水頭小于或等于預設最大水泵水輪機工作水頭約束值。
15、可選地，所述基于蜉蝣算法，利用所述模型約束條件對所述蓄能電站數學模型進行迭代求解，得到所述蓄能電站的流道水力參數最優解集，包括：
16、進行蜉蝣初始化，在所述模型約束條件下利用所述蓄能電站數學模型求解得到各初代蜉蝣關聯的初代優化目標值，并根據所述初代優化目標值進行非支配排序和計算擁擠度，得到存入所述初代蜉蝣的預設非支配最優解集；
17、從所述預設非支配最優解集中隨機選取任一所述決策變量參數關聯的所述初代蜉蝣作為蜉蝣群的全局最佳位置，并更新各決策變量參數對應的初代蜉蝣位置和速度；
18、對更新后的所述預設非支配最優解集內的初代蜉蝣群進行交配操作和變異操作，在所述模型約束條件下利用所述蓄能電站數學模型求解得到各子代蜉蝣關聯的子代優化目標值；
19、根據所述子代優化目標值對所述子代蜉蝣進行排序操作，并對排序結果得到混合代蜉蝣群進行非支配排序，得到新的預設非支配最優解集；
20、跳轉至所述從所述預設非支配最優解集中隨機選取任一所述決策變量參數關聯的所述初代蜉蝣作為蜉蝣群的全局最佳位置，并更新各決策變量參數對應的初代蜉蝣位置和速度的步驟，直至達到預設迭代次數閾值時，則輸出所述蓄能電站的流道水力參數最優解集。
21、可選地，所述進行蜉蝣初始化，在所述模型約束條件下利用所述蓄能電站數學模型求解得到各初代蜉蝣關聯的初代優化目標值，并根據所述初代優化目標值進行非支配排序和計算擁擠度，得到存入所述初代蜉蝣的預設非支配最優解集，包括：
22、進行蜉蝣初始化，得到隨機產生的初代蜉蝣位置對應的決策變量參數；
23、在所述模型約束條件下，分別采用各初代蜉蝣關聯的所述決策變量參數代入所述蓄能電站數學模型內的目標函數進行求解，得到多個初代優化目標值；
24、根據所述初代優化目標值對各所述初代蜉蝣關聯的所述決策變量參數進行非支配排序；
25、計算非支配排序后的第一級支配層內各所述初代蜉蝣的擁擠度，并將所述第一級支配層內各所述初代蜉蝣關聯的所述決策變量參數存入預設非支配最優解集。
26、可選地，所述對更新后的所述預設非支配最優解集內的初代蜉蝣群進行交配操作和變異操作，在所述模型約束條件下利用所述蓄能電站數學模型求解得到各子代蜉蝣關聯的子代優化目標值，包括：
27、對更新初代蜉蝣位置和速度后的所述預設非支配最優解集內的初代蜉蝣群進行交配操作，得到子代蜉蝣；
28、對所述子代蜉蝣進行變異操作；
29、在所述模型約束條件下，分別采用各變異操作后的子代蜉蝣關聯的所述決策變量參數代入所述蓄能電站數學模型內的目標函數進行求解，得到多個子代優化目標值。
30、可選地，所述根據所述子代優化目標值對所述子代蜉蝣進行排序操作，并對排序結果得到混合代蜉蝣群進行非支配排序，得到新的預設非支配最優解集，包括：
31、根據所述子代優化目標值對所述子代蜉蝣進行非支配排序，并根據各所述子代蜉蝣所處的支配層級由高到低進行排序；
32、計算各所述子代蜉蝣的擁擠度，并對處于同一支配層級內的各所述子代蜉蝣按照擁擠度由大到小進行排序；
33、按照排序結果剔除超出預設種群上限的所述子代蜉蝣個體，并將保留的所述子代蜉蝣加入所述預設非支配最優解集內的所述初代蜉蝣，得到混合代蜉蝣群；
34、對所述混合代蜉蝣群內的各所述混合代蜉蝣進行非支配排序，并將非支配排序后處于第一級支配層內各所述混合代蜉蝣關聯的所述決策變量參數加入所述預設非支配最優解集，得到新的預設非支配最優解集。
35、本專利技術第二方面提供的一種長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化系統，包括：
36、響應模塊，用于響應對蓄能電站的參數優化請求，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，考慮流道損失非線性和調壓室阻抗損失非線性的所述蓄能電站數學模型的決策變量包括長引水隧洞長度、長引水隧洞水頭損失、壓力管道長度、壓力管道水頭損失、調壓室斷面積、調壓室阻抗損失和水泵水輪機工作水頭；
3.根據權利要求1所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，所述基于蜉蝣算法，利用所述模型約束條件對所述蓄能電站數學模型進行迭代求解，得到所述蓄能電站的流道水力參數最優解集，包括：
4.根據權利要求3所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，所述進行蜉蝣初始化，在所述模型約束條件下利用所述蓄能電站數學模型求解得到各初代蜉蝣關聯的初代優化目標值，并根據所述初代優化目標值進行非支配排序和計算擁擠度，得到存入所述初代蜉蝣的預設非支配最優解集，包括：
5.根據權利要求3所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，所述對更新后的所述預設非支配最優解集內的
6.根據權利要求3所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，所述根據所述子代優化目標值對所述子代蜉蝣進行排序操作，并對排序結果得到混合代蜉蝣群進行非支配排序，得到新的預設非支配最優解集，包括：
7.一種長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化系統，其特征在于，包括：
8.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器及處理器，所述存儲器中儲存有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1-6任一項所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法的步驟。
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被執行時實現如權利要求1-6任一項所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法。
10.一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品包括存儲在非暫態計算機可讀存儲介質上的計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，其中，當所述程序指令被計算機執行時，使所述計算機執行如權利要求1-6任一項所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法。
...【技術特征摘要】
1.一種長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，考慮流道損失非線性和調壓室阻抗損失非線性的所述蓄能電站數學模型的決策變量包括長引水隧洞長度、長引水隧洞水頭損失、壓力管道長度、壓力管道水頭損失、調壓室斷面積、調壓室阻抗損失和水泵水輪機工作水頭；
3.根據權利要求1所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，所述基于蜉蝣算法，利用所述模型約束條件對所述蓄能電站數學模型進行迭代求解，得到所述蓄能電站的流道水力參數最優解集，包括：
4.根據權利要求3所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，所述進行蜉蝣初始化，在所述模型約束條件下利用所述蓄能電站數學模型求解得到各初代蜉蝣關聯的初代優化目標值，并根據所述初代優化目標值進行非支配排序和計算擁擠度，得到存入所述初代蜉蝣的預設非支配最優解集，包括：
5.根據權利要求3所述的長引水抽水蓄能電站的流道水力參數優化方法，其特征在于，所述對更新后的所述預設非支配最優解集內的初代蜉蝣群進行交配操作和變異操作，在所述模型約束條...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧麗君，劉濤，程詩明，郭琦，涂亮，李書勇，楊小龍，錢琪琪，黃立濱，羅超，王樂，易海平，周月賓，黃偉煌，王達名，鐘屹霖，
申請(專利權)人：南方電網調峰調頻發電有限公司工程建設管理分公司，
類型：發明
國別省市：
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