黄河上游梯级水库多目标水沙联合模拟优化调度模型

黄河上游梯级水库群联合调度运行是实施黄河水沙"固-拦-调-放-挖"综合治理模式的一项重要非工程措施。以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,首先,以河段输沙水量最大为优化目标,建立了基于自迭代模拟优化算法的黄河上游梯级水库多目标水沙联合模拟优化调度模型;其次,系统分析上游来水、沿黄用水、调水调沙时段及起调水位选取等因素对黄河上游梯级水库输沙、发电及供水等综合利用效益的影响;最后,推荐制定了黄河上游调水调沙最优方案,即丰水年应尽量抬高非汛期(4月)龙羊峡水库初始水位,最大程度上发挥黄河上游水资源综合利用效益。研究成果对维护黄河健康、丰富和完善梯级水库优化调度理论及方法、促进黄河上游水能资源综合开发利用具有十分重要的理论意义和应用价值。     

黄河上游梯级水库防凌优化调度方案研究

针对黄河上游凌汛期龙羊峡水库出库流量调度问题,在分析上游梯级水库防凌调度原则及调度运行方式的基础上,考虑青海电网电量平衡的需求,建立了黄河上游梯级水库防凌优化调度模型,并提出了改进的微粒群算法用于求解该模型。结果表明:凌汛期在保证龙羊峡水库出库总水量不变的情况下,通过调整龙羊峡水库在各时段的出库水量,既满足了青海电网电量平衡的要求,优化了青海电网电量结构,同时也增加了刘家峡水库防凌库容;通过优化调度,增加了凌汛期梯级水电站的可发电量,提高了梯级电站效益。     

黄河上游梯级水电站兴利调度分析

根据黄河上游梯级水电站特点和多年黄河上游梯级水电站水库调度工作实践,结合不同时期综合用水特点,从发电、防洪、防凌、灌溉期调度4个方面分析了黄河上游梯级水库联合调度成效,提出了提高黄河上游梯级水电站水库综合利用效益的建议,期望对各类梯级水电站运行具有借鉴作用。     

龙羊峡水库初始水位和出库流量的相关影响分析

本文结合黄河上游梯级水库联合调度的特点和龙羊峡、刘家峡水库防凌运行方式,综合考虑黄河上游梯级发电量和青海电网电量平衡,建立了黄河干流上游梯级水库防凌优化调度模型,对龙羊峡水库初始水位和出库流量的控制策略相关问题进行了定量影响分析,并采用自优化模拟技术对模型求解。通过实例验算,证明该模型是可行的,分析结果对龙羊峡水库调度...     

龙羊峡,刘家峡梯级水库“81.9”“89.6”洪水特点与调度

龙羊峡、刘家峡梯级水库“８１．９”“８９．６”洪水特点与调度史瑛珉杨文华（黄河上中游水量调度委员会办公室，兰州，７３００５０）防洪是龙羊峡、刘家峡梯级水库承担的主要综合任务之一，按设计要求，龙、刘两库担负着黄河上游梯级水电枢纽和上游河段的防洪任务。在...     

黄河上游水库群多目标优化调度研究

为了使黄河上游梯级水库群在丰、平、枯水年的实际调度中最大限度地发挥效益,建立黄河上游水库群的多目标优化调度模型,选择1989—2008年共20 a的实测径流长系列资料,利用改进的快速非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解。从水库发电、运行情况、供水满足度、防凌、生态等方面对模型计算结果进行分析,结果表明:在充分满足防凌和生态前提下,模型优化后的整个梯级水库群总发电量比"实际"发电量提高了2.07%、总缺水率平方和比实际降低了5.98%。     

乌鲁木齐河上游水库优化调度初探

新疆乌鲁木齐河上游现有乌拉泊、红雁池两座水库,共同承担着乌鲁木齐市的防洪和供水任务。从乌拉泊水库近几年来的蓄泄供水调度情况分析水库的利用效能,并由此展开探索乌鲁木齐河上游水库优化调度的思路。乌鲁木齐河上游大西沟水库建成后,可对大西沟、乌拉泊以及红雁池三座水库形成梯级联合优化调度,才能获得尽可能大的综合效益。     

上下库水位重叠梯级水库优化调度研究

由于研究流域出现上游水库发电尾水位低于下游水库正常蓄水位情况,导致上下库存在水位重叠及调度矛盾。以湖北省南河流域梯级水库为例,采用动态规划逐次渐近法对南河流域梯级水库进行优化调度研究,分析存在水位重叠的三里坪水库及寺坪水库运行方式,使流域水能资源利用最大化,为上下库水位重叠的梯级水库调度提供参考。     

龙羊峡、刘家峡梯级水库补偿调度节能能力分析

为了分析黄河上游龙羊峡、刘家峡梯级水库补偿调度节能能力,采用黄河干流梯级水库补偿调度仿真模型,研究了2005、2015和2020不同水平年龙、刘两库补偿系统节能能力及其动态变化规律.结果显示,在2005、2015和2020不同水平年下,龙、刘两库补偿系统的节能能力分别为79039万、809.04万t和665.46万t标煤;龙、刘两库补偿系统补偿干流梯级水库节能能力与龙羊峡水库自身节能能力变化规律相同,都是先增大后减小;而刘家峡自身节能能力变化规律随时间推移呈下降趋势.     

FS-DDDP方法及其在水库群优化调度中的应用

可行搜索-离散微分动态规划(FS-DDDP)方法是在考虑水库运行的综合利用要求的前提下,利用正向搜索和逆向搜索相结合的方式寻找水库优化调度过程的大量可行轨迹,以目标函数较大的几个可行轨迹作为DDDP方法的初始轨迹分别进行再寻优计算的优化算法.该方法可进行单库优化计算,也可进行库群优化计算.黄河上游梯级水库数量较多,综合利用要求复杂.文中以该梯级为例,说明FS-DDDP方法可在满足该梯级水库群的河流生态用水、防凌用水、灌溉用水、发电用水等综合利用要求的前提下,以水库群发电效益最大为目标,求得水库群优化调度的较好解.     

基于改进与优化调度图的梯级电站联合调度

针对水库调度图常规制作方法的不足,按照梯级电站联合调度的要求,运用基于确定性优化调度模型的水库调度图改进和优化制作方法,结合水库调度函数进行梯级电站水库联合调度;以杂谷脑流域梯级电站水库联合调度为例,绘制了杂谷脑梯级电站中狮子坪电站的水库调度图,制定了薛城和古城电站水库运行策略,形成了杂谷脑流域梯级电站联合调度的决策方案。结果表明:用改进与优化制作方法绘制的水库调度图,满足了降低出力的要求,协调了不同的调度区域,提高了水库调度图的保证率、实用性和经济性;采用改进与优化调度图结合水库调度函数的调度方式,能形成有效的梯级电站联合调度决策方案,提高了梯级电站的联合调度发电量。     

黄河上游梯级水电站调度自动化系统AGC优化策略

介绍了黄河上游梯级水电站调度自动化系统中自动发电控制(AGC)优化策略,以梯级消耗水能最小为目标函数,根据各水电站机组特性曲线,使用分阶段动态规划算法完成整个梯级系统的有功分配优化.该优化策略成功应用于黄河上游龙羊峡、李家峡、公伯峡梯级水电站,实践证明,算法可行且达到了预期优化目标.     

黄河防凌预案中的刘家峡水库调度

水库调度是黄河防凌调度中最为重要的河段防凌手段之一。在黄河上游河段历年的黄河凌汛情况较为严重,通过对刘家峡水库在凌汛期间的水库调度来调节上游河段凌汛情况取得较好的效果。就近些年来刘家峡水库在黄河凌汛期的水库调度方法进行了归纳总结,力图使黄河凌汛期间的水库调度方法系统化,为黄河防凌中新的水库调度方法的探索寻求理论基础。     

黄河梯级水库群多过程协同调度模型与方法

黄河水少沙多,河道内外用水矛盾突出,梯级水库群调度下供水、输沙、发电、生态等用水过程之间存在复杂的竞争与协作关系,协同调度是提升综合效益的重要途径。本文采用多尺度嵌套和多过程耦合方法,建立了融合供水、输沙、发电、生态等过程的黄河梯级水库群协同调度模型,研究以综合满意度为引导的优化求解方法,选取代表径流系列,提出多过程协同调度方案。结果表明,通过优化黄河梯级水库群蓄泄秩序和下泄过程,协调多用水过程的关系,能显著提高水库调度的综合效益：通过优化河段取水过程,实现了供水时空均衡,流域缺水率控制在11.6%～18.8%;优化水库拦沙-河道输沙过程,减少水库淤积0.65亿t,增加河道输沙1.16亿t,下游河道年均冲刷0.26亿t;优化梯级水库群发电下泄过程,增加发电量64.25亿kW·h;优化断面流量过程,增加非汛期生态水量4.88亿m³。本研究可为梯级水库多目标调度与流域综合管理提供方向性参考。     

黄河上游梯级水库防洪联合调度研究

以黄河上游龙羊峡、刘家峡、八盘峡、盐锅峡水电站以及兰州市为研究对象,结合黄河上游梯级水库的特点,通过多年调节水库——龙羊峡水库和年调节水库——刘家峡水库的联合调度,结合调洪原理以及调度图,采用模拟模型法,分别选取1964年和1967年为典型洪水年,对不同频率下的设计洪水进行了防洪联合调度演算,并模拟出不同频率洪水下龙、刘两库联合调度满意的蓄泄过程。结果表明:在确保龙羊峡、刘家峡水库自身安全的前提下,可以保证刘家峡下游八盘峡、盐锅峡水电站和兰州市的安全。     

雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度建模及应用Ⅱ——联合优化调度规则分析

为提升长江上游水资源利用效率,在“雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度建模及应用Ⅰ—联合优化调度潜力分析”的基础上,进一步探究了雅砻江和金沙江中下游梯级上下游水库间和不同梯级间的运行规律,绘制了联合优化调度图,并分析了相关电站的蓄放水次序。研究表明:汛前金中、雅砻江梯级水库与金下梯级各水库消落开始次序宜为两河口—龙盘—锦屏一级—二滩—向家坝—白鹤滩—溪洛渡—乌东德,总体消落思路为上游水库优先消落,尽可能的保持下游溪洛渡、乌东德等电站高水位运行,提高流域整体发电效益;汛末各水库蓄水开始次序宜为锦屏一级—龙盘/二滩—两河口—乌东德—白鹤滩/溪洛渡—向家坝,总体蓄水思路为上游水库优先释放防洪库容开始蓄水,减轻下游防洪压力,且来水偏丰年份的蓄水时间相应有所推迟。     

基于梯级水库联合调度的泥沙资源综合利用初探

单级水库因受库容、开发利用方式等限制,在运行调度中难以较好解决受建库影响的泥沙冲淤失衡问题。梯级水库（群）的联合优化调度能充分发挥梯级水库库容大、调度方式灵活等特点,可从宏观上对泥沙分布进行调整,改善库区及坝下游局部河段的水流流态,加强泥沙颗粒级配的分选,优化河床淤积形态,并配合生态调度进行补沙,为河流泥沙资源综合利用提供条件。结合三峡水库及其上游梯级联合调度研究,探讨了梯级水库在泥沙资源有效利用方面的作用及河流泥沙资源的管理。     

应对干旱的黄河梯级水库群水量调度规则研究

梯级水库群联合优化调度是复杂流域应对干旱的重要手段。根据黄河流域干旱年份来水和用水的特点,构建应对干旱的黄河梯级水库群优化调度模型,以节点供水权重和水库蓄泄过程为决策变量,通过长序列模拟与优化相结合计算,分析典型干旱年份水库群调度与缺水变化的响应关系,提出不同来水、旱情需水条件下应对干旱的黄河梯级水库群水量调度规则,为流域抗旱减灾体系建设和水量调度工作提供技术支撑。     

黄河上游梯级水库联合调水调沙及合理库容研究

随着对黄河水资源利用要求的提高,需明确未来调水调沙及南水北调西线工程对黄河上游梯级水库所需库容的影响,探求未来多工况用水要求下合理的梯级水库兴利库容。考虑黄河上游兰州断面需水、梯级水库发电、调水调沙、防洪、防凌等要求,首先建立了以缺水量最小为目标的梯级水库联合调度模型,设置了现状年及远景年共8个方案;其次采用自迭代模拟优化算法求解模型,用长系列径流资料进行优化调度计算;最后对模型求解结果采用时历法推求梯级水库所需兴利库容,确定梯级水库合理库容。从总调沙次数、调沙频率、多年供水量、供水保证率、多年平均发电量、发电保证率等指标分别量化了调水调沙、供水和发电效益。未来梯级水库所需合理库容将因综合需水和调沙次数的增加而增大,而西线工程的实施将有助于减小合理库容规模。在各调沙方案中,仅当2030年西线调水80亿m3时现有的梯级水库兴利库容能够满足综合用水需求,适当降低调沙力度与调沙频率或许是解决这一矛盾的折衷选择。研究成果量化了未来新水资源利用形势下的梯级水库合理库容,为科学指导黄河上游总体工程布局提供了决策依据。     

基于DPSA 的梯级水库群优化调度

动态规划法是一种求解多阶段决策优化问题的常用方法,在水库优化调度计算中应用广泛。该方法最大的缺陷就是用于水库群优化调度时易出现"维数灾"问题。逐次逼近动态规划法(DPSA)可以有效克服这一问题,它采用逐次迭代逼近的思想,将一个多维问题分解为多个一维问题求解。本文以水库运行模拟模型为基础,建立了基于DPSA的梯级水库群中长期优化调度模型,以汉江上游梯级水库群为研究对象,选取发电量最大为目标,对各水库库容进行离散,从而求解水库优化运行过程,其结果对于水库优化调度运行具有指导意义。