基于马尔科夫链模型的小金川河流域径流形势预估分析

为了分析小金川河流域中长期径流形势,尝试利用马尔科夫链模型进行年径流形势预估,结合历史径流的丰枯变化,计算丰水年、平水年、枯水年相互转变的马尔科夫转移概率,在此基础上,可根据当年来水情况实现对木坡电站下一年径流形势的预估分析。以2018年木坡水电站的丰枯形势预估进行实例分析,经验证,该径流形势预估分析方法具有较强的实用性,为径流形势预估分析提供了一种切实可行的思路和方法。     

基于模糊集合理论和集对原理的径流丰枯分类方法

在分析现有基于集对分析的年径流丰枯分类方法不足的基础上,考虑径流等级划分的模糊性和径流的年内分布特性,提出模糊化径流分级标准,并引入基于径流分布的年内丰枯贡献权重因子,得到年径流对于各个等级的综合隶属度,进而利用集对分析方法判断年径流的丰枯等级。利用所提方法对溪洛渡径流丰枯等级进行分析,结果表明该方法较于单一的集对分析方法能更好的描述径流丰枯状态。     

泾河水沙丰枯演化规律及组合遭遇风险研究

以泾河张家山水文站1932-2008年的径流和泥沙数据为例,借助P-III型概率曲线,对泾河径流和泥沙进行丰、平、枯三种状态划分;应用Markov过程理论,对泾河水沙组合演化规律进行分析,结果表明:不同水沙组合转换概率整体倾向于丰丰组合或枯枯组合;同步自转概率中,水沙丰丰组合自转概率最大,为0.72;异步自转概率中,水沙平枯组合自转概率最大,为0.50;同步异步互转概率中,水沙丰枯组合和水沙枯丰组合转枯枯组合转移概率最大。应用Copula理论,对泾河水沙组合遭遇风险进行研究,发现泾河水沙丰枯同步概率中,同丰遭遇概率最大,为27.9%,而水沙丰枯异步遭遇概率有所差别,但水沙同步遭遇概率大于异步遭遇概率。最后,根据所建立的泾河水沙二维联合分布模型,揭示了泾河洪峰和沙峰组合遭遇的重现期,为泾河水沙遭遇组合风险提供参考依据。     

一种基于决策树技术的中长期径流分级方法

常用径流分级方法仅从径流本身特征出发,未与水库实际防洪发电调度相结合,因此关于径流丰平枯状态的描述及对应的调度策略并不能反映出水库实际运行特征.为此,本文提出径流分级决策树法,该方法利用决策树技术分析挖掘水库实际水文和发电调度数据,从中找出符合该电站实际运行特征的径流分级标准.通过二滩水电站发电调度实例分析,相对于保证率法的径流分级标准,径流分级决策树法基本上能反映出二滩水电站丰水期实际的运行特征,在发电调度中具有一定的优势.     

降水丰枯及下垫面变化对滦河干流径流量的影响

在收集滦河干流上游流域1961—2011年51年间的月降水和月径流实测资料的基础上,运用降水–径流双累积曲线和Kolmogorov-Smirnov双样本检验,将该流域的降水–径流回归关系划分为1961—1983年、1984—1999年和2000—2011年三个阶段,并分别建立了三个阶段丰水期和枯水期的降水–径流多元回归模型。三个阶段的多元回归模型均通过显著性检验,对实测年径流拟合的平均残差均小于15%,决定系数均大于68%。采用所建模型,定量分析了三道河子水文站控制流域内降水丰枯变化对径流的影响程度和流域下垫面改变对径流的影响程度。结果表明:在1961—1983年的下垫面条件下,相对于1961—1983年间的降水丰枯特征,1984—1999年、2000—2011年间降水的丰枯变化使得流域径流分别增加了8.08%和减少了25.34%;在1961—1983年的降水条件下,相对于1961—1983年的下垫面条件,1984—1999年、2000—2011年间的下垫面的改变使该流域径流分别减少了19.40%和43.16%。这对潘家口水库的入库流量势必产生一定影响。     

基于改进深度信念网络模型的中长期径流预测

为提高流域中长期径流预测效果,提出径流综合指数构建、因子筛选和改进深度信念网络模型相结合的预测方法。首先研究不同水文站点（细粒度）月平均径流的一致性,构造流域径流综合指数（粗粒度）,在较宏观层面研究流域水情丰枯变化;接着采用基于信息熵的因子筛选方法,获得影响流域水情丰枯变化的关键因子集,形成深度学习的输入;然后利用改进的深度信念网络（IDBN）模型进行预测。以雅砻江流域为例,将所建模型与多元线性回归、自回归移动平均、反向传播（BP）神经网络、支持向量机和传统深度信念网络等预测模型进行对比分析。结果表明：所提方法具有较好的实用性,且IDBN模型具有更好的预测速度和精度。研究结果可为流域中长期径流变化趋势预测提供参考。     

金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度补偿效益分析

为探索金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合发电调度补偿效益及补偿规律,分别建立以发电量最大为目标的单库优化调度模型和梯级联合优化调度模型,采用经典动态规划法和笔者提出的多精英向导粒子群算法(Elite-guide particle swarm optimization,EGPSO)算法对两模型进行求解,以计算梯级电站群联合调度电力电量补偿效益。选择1999、1983、1992作为丰、平、枯典型代表年径流数据进行计算,分析结果表明:金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度能显著提高梯级整体发电量,减少弃水,补偿效益显著。梯级联合调度中,金沙江梯级对三峡梯级进行电量补偿,在提高枯期出力和季节性发电量的同时,缓解了汛期集中消落带来的调度风险。     

金沙江下游及三峡梯级径流均匀度及突变性分析

本文以1954-2008年屏山、寸滩和宜昌水文站径流资料为依据,用Gini系数研究了径流时空分布均匀度变化,用小波变化研究了径流突变。表明流域梯级上游水库的调蓄对下游水库径流分配均匀程度产生影响明显,但是,上游水库对下游水库径流量的影响程度取决于上游水库的调节性能,对于调节性能不高的水库,流域天然径流的丰枯变化大于水库的调蓄影响。结果对研究解决梯级水电站开发对河流的胁迫问题具有重要的现实意义。     

新疆和田河干流水平衡要素定量分析

利用水量平衡原理,结合实测的径流资料,对和田河干流的水平衡要素进行分析。结果表明,和田河干流来水量与下泄水量的年内分配与年际变化均较上游出山口来水更不均匀;和田河干流的输水效率取决于干流来水与前一年来水的丰枯情况。研究成果对干流河道整治、控制洪水漫溢、提高输水效率具有重要的参考价值。     

拉西瓦水电站发电效益的风险分析

电力市场、水文和设备生产能力是影响水电站发电效益的3个主要因素，而水文的随机性带来发电效益的风险。在长系列水文资料的基础上，本文对拉西瓦电站进行了财务分析，得到再丰、中、枯不同水平年组合下的内部收益率和贷款回收期。     

生命旋回-Markov组合模型在年径流预报中的应用

河川径流预测是一个十分复杂的问题,生命旋回模型在进行径流趋势预测时具有对资料要求少、计算简单等优点,但由于模型机理的限制,进行预测时得到的序列很难反映径流序列的随机波动变化,且存在预测结果精度不高的缺点。针对这一问题,文中提出了一种新的径流预报模型——生命旋回-Markov组合预测模型。该模型用生命旋回模型预报河川径流的趋势项变化,用周期修正方法反映其径流周期性特征,用Markov模型预报其径流序列随机变化,在此基础上对黄河龙门水文站年径流进行预测时,拟合精度为89.13%,合格率为90.22%,表明该模型精度较高,可为水利工程运行管理提供水文依据。     

考虑预报误差的水电站短期调度模糊风险研究

水电站短期发电计划编制一般采用预报径流进行,但受预报精度限制,预报值与实际值往往存在偏差,当电站位于近边界水位运行时,该偏差就可能带来弃水或出力不足问题。为定量分析径流预报误差的模糊特性及其对水电站短期发电调度的影响,本文提出了一种基于最优贴近度准则的径流预报误差模糊隶属函数优选方法,并引入可信性理论,建立了水电站在两种典型近边界工况（正常蓄水位和死水位）下的发电调度模糊风险分析模型,实现了水文预报误差模糊性与水电站短期发电调度风险的耦合与转化。实例研究中给出了锦西电站在两种近边界运行工况下的高风险区域及建议运行区域,可为该电站实际短期发电调度提供有力的参考和借鉴。     

二滩水电站水库径流描述与优化调度模型研究

针对二滩水电站的实际径流特性,提出了有、无时段径流预报相结合的马氏性径流描述模型;以兼顾保证出力要求的发电量最大为目标函数,建立了优化调度模型,并研究求解过程中的递推方程建立、保证出力约束的考虑、预报误差影响分析等相关问题;应用二滩电站的历史径流序列进行模拟优化调度,研究结果表明该模型比传统的有预报或无预报的马氏性随机径流描述方法能更好地描述径流,并且可作为进一步改进径流描述模型的比较基础.     

基于联合优化调度计算的水电站改造机组容量确定

针对小型水电站增效扩容项目机组容量确定的问题,以长系列径流资料为依据,采用水库优化调度和水电站厂内经济运行联合计算模式,对不同的水电站装机方案进行发电量计算。再统筹考虑原有水电站建筑物的基本条件、不同方案机组的价格、效益投资比等因素,合理确定改造电站的装机容量。提出的基于联合优化调度计算确定水电站装机容量的模式,比较符合电站的实际情况,计算结果比常规的计算方法也更为准确。最后用实例对主要步骤进行了表述,可供同类电站技术改造借鉴。     

二滩水电站期货电量优化研究

二滩水电站是雅砻江梯级开发的第一个水电站，该水电站以发电为主,是四川电网的骨干电源之一，它的运行方式的好坏,不仅影响电站自身的经济效益,而且对四川电网的安全与经济运行起着举足轻重的作用，在电力市场环境下,合理地制定该电站的年期货电量计划是二滩水电公司实现其预期效益的重要保证，因此本文重点研究了二滩水电站的年期货电量的优化问题,建立了年期货电量优化模型,以基于径流趋势预测方法选用的入库径流量为依据,用小生境遗传算法对模型进行求解,计算结果可作为该公司签订期货合同的依据。     

考虑结算规则的多尺度市场耦合下梯级水电站中期运行风险分析方法

因为径流时空分布不均和不确定性,水电、火电为主的电力市场之间存在极大的不同,如何评估梯级水电参与电力交易风险是亟待解决的问题。该文结合西南某水电居主导地位的电力市场交易规则,构建了耦合月度交易和日前增量交易的梯级水电站参与市场交易的风险分析方法:采用Copula-Monte Carlo方法生成日径流和日前增量交易出清电价的组合场景,利用增强精英保留策略遗传算法计算所有场景的发电收益,获得给定置信水平下相应的条件风险价值。提出的方法综合考虑了径流、电价的不确定性,也计及了结算规则中各交易品种结算顺序和偏差考核标准,能直观求解收益风险值,过程简单、物理意义明确。以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例,进行结果的仿真分析,结果表明所提方法可方便地求解交易组合风险价值,与单独考虑电价和径流相比能更合理的评估收益风险价值。     

入库径流过程预报误差多维随机模拟模型

包含多个预见期的入库径流过程预报误差的随机模拟随着维度增加而难度增大.为了更加精确快速地分析和得到入库径流过程预报误差的变化规律,本文利用变分自编码器(VAE)方法耦合神经网络和低维隐变量的模拟生成复杂高维数据的特性,建立了基于VAE的入库径流过程预报误差随机模拟模型.以锦屏一级水电站的入库径流过程预报误差模拟为例,将...     

考虑短期互补的水光发电系统中长期优化调度北大核心CSCD

为解决水光发电系统在送电通道中的电量消纳与功率波动问题,从保障电网稳定的角度出发,提出水光沉浮互补法对光电随机波动性进行逐次补偿,同时整合电量与出力互补信息,进而通过电量信息识别短期损失电量与波动补偿电量,根据出力信息拟定短期互补过程,以此为基础建立中长期消纳电量最大,考虑短期弃电与波动风险的分级调度模型。实例研究表明:相对于仅短期互补,中长期互补能够进一步调配水电的时空特性,提升长期消纳电量并兼顾短期风险,其中消纳电量相对增益与径流保证率呈单峰曲线分布关系,平水年增益最为显著,而送电稳定性相对增益则与径流保证率呈正相关性,枯水年最为明显,综合两者效果偏好,能够完善调度决策面对不同来水场景的适用性。     

基于流量分级策略的水电站分期调度规则提取方法

在水电站优化调度中,确定性优化所得到的最优决策受前后时段径流影响,入库径流的不稳定会使部分时段的调度规则极为复杂,提取存在较大的难度。针对这一问题,提出了一种机理明确的水电站分期调度规则提取思路,即根据各个时段调度规律的稳定性将调度期划分为稳定期与衔接期,并对调度规律稳定期与衔接期分别采用不同的调度规则提取方法。同时,通过分析衔接期径流特性,引入了逐时段流量分级策略,对衔接期最优决策呈现出的上下调度线进行了有效划分。以天生桥一级水电站为对象进行了实例研究,结果证明了该方法的有效性与优越性。     

基于聚类分析思想的水电站水库优化调度规律的提取

本文首次尝试应用聚类分析思想和基尼系数分析水库优化调度规律。结果表明:用聚类分析思想,根据水库优化调度结果,提取水库调度规律是可行的;本文提出的距离基尼系数,在水库调度规律分析中优于传统的相似性指标,是有效的;金沙江中游梯级水电站的优化调度规律根据来水的丰枯呈现出规律性的衍变,各年的调度规律都是由"保证出力"、"递增流量"和"不弃流量"这三个基本元素中的一个或几个根据当年来水的丰枯按一定规律组合而成。