灌溉结合发电水库调度图编制的改进算法研究

在使用《水利工程水利计算规范》(SL 104—95)编制灌溉结合发电水库综合调度图的过程中,对初步计算结果进行反复检验和修改后仍难以准确符合设计要求。为解决这一问题,提出了改进限制灌溉线、灌溉防破坏线的计算方法,协调了限制灌溉区、保证灌溉区、灌溉发电共同保证区之间的关系,统一了年调节与多年调节水库调度图的计算方法,并用系列年代替了典型年。结果表明:采用改进方法计算和编制的综合调度图可以一次性通过检验,无需进行修改;按改进方法编制的调度图进行长系列径流调节计算,可以准确地符合灌溉和发电的各种设计要求,提高时历法编制综合调度图的理论合理性和实用价值。     

灌溉与供水水库调度图编制方法的改进研究

应用《水库调度设计规范》编制灌溉与供水调度图时,经多次调度图检验和修改后还不符合设计要求。为解决这一问题,提出了时历法长系列连续计算,先计算灌溉或供水降低供水线,再计算保证供水线,使降低供水区和保证供水区协调,统一年调节水库和多年调节水库调度图的编制办法等改进措施。通过工程实践检验,表明改进方法可以提高灌溉与供水调度图编制的合理性与准确性,能满足灌溉与供水的降低供水和保证供水要求,水库调度结果符合灌溉与供水设计保证率,并能控制设计保证率外灌溉与供水破坏程度。灌溉与供水调度图可一次性准确编制完成,避免了对调度图进行反复检验和修改。     

水库综合利用调度图编制方法的改进

以灌溉(供水)为主结合发电的综合利用水库为例,针对水库综合利用调度图常规编制方法存在的问题和原因,提出了改进的思路和方法。改进方法以长系列时历资料计算水库调度线,并同步进行灌溉和发电径流调节。通过多项工程实用检验,改进方法可方便、准确地编制出水库调度图,能协调各项调度任务的关系。     

水库灌溉或供水调度图常规编制方法的改进

针对水库灌溉或供水调度图常规编制方法存在的问题,提出了改进的思路和方法。改进方法以长系列时历资料计算灌溉或供水降低供水线、灌溉或供水防破坏线等水库调度线,并同步进行径流调节。通过多项工程实用检验,改进方法可方便准确地编制出水库调度图,能协调各项调度任务的关系,并统一了水库调度和径流调节计算结果。     

水库发电调度图常规计算方法的问题和改进建议

针对水库发电调度图常规编制方法存在的问题，提出了改进的思路和方法。改进方法以长系列时历资料计算降低出力线、出力防破坏线等水库发电调度线，并同步进行径流调节。通过多项工程使用检验，改进方法可方便、准确地编制出水库调度图，能协调各项调度任务的关系，并统一了水库调度和径流调节计算结果。     

《水利工程水利计算规范》中供水与灌溉调度图编制探讨

使用《水利工程水利计算规范》推荐方法计算供水与灌溉水库调度图,若满足设计保证率和破坏深度的要求,还要对调度图做多次的检验和修改。为准确、快速计算水库调度图,文章提出了合理确定降低供水过程,改变降低供水线和防破坏线的计算模式,控制降低供水线与防破坏线的位置关系等改进方法。经过实际工程计算应用,改进方法能提高调度图计算方法的合理性和调度图的准确性,可满足工程设计保证率和破坏深度的要求,调度图能一次性准确计算,不需要再对调度图和相应径流调节计算成果进行多次的检验和修改。     

基于生态流量保障的水库综合调度方案编制及应用

广东省水库工程尤其是小型水库数量众多,水库在发挥防洪、灌溉等社会效益的同时,不可避免地会对河流的生态环境产生影响。为充分保障下游河道的生态流量,选取北江流域内的茂墩水库为例,采用Tennant法计算生态流量,并依据《中华人民共和国水法》(2016年)等法律明确了茂墩水库各功能之间的优先保障次序,采用改进的水库综合调度方案编制了茂墩水库的调度图。结果表明:改进的方法可以在保障生态流量的基础上,准确地完成供水与灌溉综合调度图的编制,同时改进的方法避免了采用相对较丰来水条件库水位的下包线来调度枯水时段的不足;在计算中剔除了加大供水时段,确定的需水量更加合理;此外,还可防止限制供水线与防破坏线交叉,避免了由此造成调度图不准确的问题。研究结果提高了时历法编制综合调度方案的实用价值。     

卡拉贝利水利枢纽工程调度运行方式研究

卡拉贝利水利枢纽为新疆喀什噶尔河流域克孜河上的控制性工程,具有防洪、灌溉和发电等综合利用任务。从防洪、灌溉、电力系统及水库排沙对水库运行方式的要求等方面进行综合分析,研究如何对卡拉贝利水利枢纽进行有效的调度,从而满足工程任务的要求,实现水库综合利用效益最大。图1幅,表1个。     

水电站水库长期优化调度模型及调度图

为绘制高效可靠的水库运行调度图,以平衡保证出力保证率与发电量矛盾的惩罚系数为优化变量、以保证出力设计保证率满足条件下发电量最大为目标函数,综合集成以黄金分割法为时段决策优选法的随机动态规划核心模型,以及评估调度方案优劣时历法长系列模拟计算模块,利用遗传算法的并行计算能力,结合电站调度方案制定与有效性检验,构建水电站水库长期优化调度模型。应用结果表明:所建模型具有不受年调节和多年调节库容机械划分约束、快速获得满足发电保证率所要求的优化调度图的优秀特性;较之常规调度方法,可增发电量2.0%以上,保证率更高,决策信息更丰富。     

水库兴利调度图计算方法分析

文章对常规的水库调度图系列计算方法存在的问题进行了分析,针对其存在问题的原因,对水库灌溉调度图的改进计算方法,从灌溉破坏期最小灌溉供水系列确定、灌溉限制线计算、灌溉供水径流调节、灌溉防破坏线计算、加大供水线计算等方面,对该方法做了介绍.     

基于径流频率分区的水能利用提高率改进算法

在传统的水能利用提高率算法中,季调节及以上电站通常是采用调度图来计算考核电量,然而该方法计算的调度过程与实际调度过程偏差较大,计算结果不能真实地反映优化调度效益水平。提出了一种基于径流频率分区的水能利用提高率改进计算方法,该方法是将调度图的保证出力区进行细分,并结合来水频率来确定电站的出力。实例计算表明:改进的水能利用提高率计算方法能够解决调度图使用时出力调整的主观性问题,使得调度过程更加贴近实际,评价结果更加客观合理。     

段曹斌 胡苑成 詹寿根

由于受库区淹没处理、下游防洪等诸多因素制约,万安水电站于1993年建成后一直按初期运行方案运行,不仅无法充分发挥水库防洪、发电、灌溉和航运效益,还恶化了电站的汛期运行条件。目前,万安水库下游防洪条件已经得到较大改善,为提高万安水库运行水位创造了条件。针对拟定的提高万安水库运行水位的3种方案,从发电效益改善,库区淹没处理投资,航道改善等方面进行了可行性分析。结果表明,恰当确定水库运行水位,加上受益行业共同投资,3种方案都能获得较好的经济效益。建议进一步从下游防洪要求方面开展深入研究,尽早实现水库效益最大化。     

新安江水库供水后调度图优化研究

随着部分地区可利用水资源日益紧缺,水库需要承担更多功能,但不同功能间会互相影响和制约,优化水库调度图则是协调水库不同兴利目标之间矛盾的关键。以新安江水电站库区供水工程——千岛湖引水工程为实例,考虑年引水规模9.78亿m~3对新安江水电站造成的影响,通过降低调度图中部分丰水月份的保证出力和在降低出力区内增设供水保证线,最终提出调度图优化研究方案。结果表明:水库按优化调度图运行可减少因引水造成的年发电量损失,并能较好地控制水库水位和下泄流量的变化程度。研究成果可为解决水库发电和其他兴利目标之间的矛盾提供借鉴。     

Ant Colony Optimization for Multi-Purpose Reservoir Operation

In this paper a metaheuristic technique called Ant Colony Optimization (ACO) is proposed to derive operating policies for a multi-purpose reservoir system. Most of the real world problems often involve non-linear optimization in their solution with high dimensionality and large number of equality and inequality constraints. Often the conventional techniques fail to yield global optimal solutions. The recently proposed evolutionary algorithms are also facing problems, while solving large-scale problems. In this study, it is intended to test the usefulness of ACO in solving such type of problems. To formulate the ACO model for reservoir operation, the problem is approached by considering a finite time series of inflows, classifying the reservoir volume into several class intervals, and determining the reservoir release for each period with respect to a predefined optimality criterion. The ACO technique is applied to a case study of Hirakud reservoir, which is a multi-purpose reservoir system located in India. The multiple objectives comprise of minimizing flood risks, minimizing irrigation deficits and maximizing hydropower production in that order of priority. The developed model is applied for monthly operation, and consists of two models viz., for short-time horizon operation and for long-time horizon operation. To evaluate the performance of ACO, the developed models are also solved using real coded Genetic Algorithm (GA). The results of the two models indicate that ACO model performs better, in terms of higher annual power production, while satisfying irrigation demands and flood control restrictions, compared to those obtained by GA. Finally it is found that ACO model outperforms GA model, especially in the case of long-time horizon reservoir operation.     

水电站水库汛期洪水退水段优化调度研究

有防洪任务的水电站水库,洪水退水段的调度对发电非常重要,退水段调度好坏直接影响水库全年兴利效益。以北方某水电站水库为例,在预测退水段径流过程的条件下,建立了退水段发电量最大模型,并利用遗传算法对该模型进行求解。遗传算法与常规调度结果的对比结果表明,前者能获得更优的调度结果。该方法对指导水电站水库汛期洪水退水段的调度,有较强的实用价值。     

“以电定水”模式下蓄能最大与耗能最小一致性研究

梯级蓄能最大与耗能最小是"以电定水"模式下常用的2个优化准则,它们追求目标的角度不同,但本质上是一致的。传统梯级蓄能最大、耗能最小准则未考虑水电站发电效率的影响,无法真实反映梯级水库的调度目标;并且两者采用时段平均值近似计算能量,导致蓄能最大与耗能最小出现了差异。鉴于此,首先引入能效系数来表征水电站对水能资源的利用能力,对传统准则进行了改进;其次在验证了改进梯级蓄能最大、耗能最小准则一致性的基础上,建立了梯级负荷分配蓄、耗能一致性模型;最后对堵河流域潘口、小漩梯级水库进行了实例计算。结果表明:改进的梯级蓄能最大、耗能最小准则完全一致,并且较传统准则能够更加真实地反映梯级水库的调度目标。所建模型较传统模型更优,能够为"以电定水"模式下的梯级水库优化调度提供更加有效的指导。     

应用线性二次高斯控制进行灌区调度

本文研究了随机环境下灌区调度问题，建立了一个水库和田间配水整合随机调度模型。文中引入土壤水库的概念，把灌区调度的问题转化成水库群调度的问题，采用线性二次高斯控制(Linear Quadratic Gaussion control，LQG)对模型进行求解，解决了此类研究中的求解技术难题，从而克服了前人模型中仿真性能不好的问题。此外，本文还对水库群调度中的LQG方法进行了改进。实例计算表明，本文建立的模型能取得良好的效益，LQG算法稳定、计算速度快。     

考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究——以溪洛渡-向家坝水库为例

针对溪洛渡-向家坝梯级水电站在汛末期发电兴利、汛末蓄水、无效弃水、下游生态需水等多方面存在的水资源利用矛盾,开展了考虑生态流量需求的汛末蓄水调度研究。首先借助于逐月最小生态径流法,计算了两库水电站蓄水期下游的最小生态流量过程,进而提出了基于调度图的改进提前蓄水方案,并引入了生态流量满足度结合其他兴利指标对蓄水方案进行了评价。研究结果表明：考虑到生态流量需求的改进提前蓄水方案,在提高梯级汛末蓄满率、增大发电效益以及减少弃水量的同时,两座水电站的运行出力、下泄流量过程更加平稳,生态流量满足度也得到了明显提高。研究成果可为溪洛渡-向家坝梯级调度运行、提高蓄水兴利与生态效益提供科学的指导依据。