双库并联系统蓄水量空间分布特性研究

蓄水量空间分配是制定水库蓄放水次序、供水任务分配的主要依据。本文研究了并联供水水库蓄水量空间分布特性,提出了水库调节能力指数和补偿调节库容阈值的概念,从理论上推导了双库并联系统蓄水期和供水期蓄水量的空间分布规则,在应用上建立了辽宁省碧流河与英那河水库蓄水量空间分布优化模型,采用并行种群混合进化粒子群算法(PSSE-PSO)对模型进行了求解。理论与应用研究表明:(1)蓄水量空间分布存在明显的阈值特性,即任一水库并不是始终作为被补偿水库,当系统总蓄水量超过某阈值时水库由供水状态转为蓄水状态,反之由蓄水状态转为供水状态;(2)补偿水库与被补偿水库的划分不宜仅依据水库库容或其调节能力大小预先确定,而应依据系统中各库调节能力指数和调节库容阈值综合动态确定。     

小浪底水利枢纽对黄河下游生态的影响分析

为了准确量化小浪底水利枢纽对径流状态的影响,提出了水库生态影响与贡献率定量分析方法,对比分析了不同时段有无水库两种情景下的径流状态,揭示了水库对径流状态的影响,并通过与实测径流状态变化对比来量化水库的贡献率。结果显示:2000—2019年,小浪底水利枢纽年均减少下游利津断面断流81.15 d,减少生态基流、关键期最小生态流量和关键期适宜生态流量的不达标天数75.25 d、31.35 d和27.10 d,增加关键期入海水量23.71亿m³;与1980—1999年相比,2000—2019年黄河天然径流量减少10.59%,三门峡断面实测来水量减少22.15%,同时下游用水量增加,不利于河流生态流量保障;小浪底水利枢纽扭转了来水和取水的不利影响,保障了黄河下游径流和生态状态持续好转,对利津断面防断流、生态基流保障和关键期入海水量增加的贡献率分别为187.85%、137.32%和125.83%。     

并联供水水库解析调度规则研究Ⅱ：多阶段模型与应用

水库调度多阶段决策问题最优策略与多个两阶段决策问题最优策略组合,两者之间的一致性问题是两阶段调度模型应用于实际水库调度问题的瓶颈。为此,本文建立了并联供水水库系统调度规则优选的模拟-优化模型,该模型将多库两阶段调度模型作为子模型进行模拟,优化多库两阶段调度模型的时序参数,采用多种群混合进化的粒子群算法PMSE-PSO进行参数优选。辽宁省碧流河水库与英那河水库联合调度的4种调度规则组合方案的对比成果表明,新的供水调度规则具有一定合理性与有效性,结果优于限制供水规则和参数式规则组合的并联水库系统联合调度规则。     

基于Excel宏的径流式水电站水能计算简易模型

针对目前径流式水电站水能计算方法存在的不足,基于水文学和水能计算的相关原理,运用Excel软件的函数图表与统计分析功能对计算各要素做相应处理,并对计算指标作合理修正,整体过程依托Excel宏操作,加入折减系数模块化后建立计算简易模型,并以引沁河口水电站为例进行计算。结果表明,该简易模型不仅提高了水能计算效率,且精度较高。     

空间水量调蓄规则下梯级水电站优化调度研究

针对梯级水电系统中长期发电调度问题,从空间水量合理分布的角度提出联合调度规则,包括表征系统可用水量与下游放水量函数关系的放水决策曲线,及描述库群系统水量在各库中理想分配的平衡曲线。以预设的分段线性函数节点为待优化的决策变量,满足保证率要求的发电量最大为目标,建立了迭代试算的模拟-优化模型并采用混合进化算法(Shuffled Complex Evolution-University of Arizona Method,SCE-UA)求解。实例计算结果与常规联合调度与判别式法相比,年均发电量和发电保证率均有较大程度的提升,更加接近理论最优解;系统最大调蓄能力水库较判别式法得到更有效利用,得到的平衡曲线指示了合理水库蓄放水的优先序和蓄放量。     

水库群联合供水调度规则形式研究进展

揭示水库群联合供水调度规则构成要素的二重性特征,阐述水库群供水规则和分水规则的作用和意义,对水库群联合供水调度中广泛采用的调度图、调度函数和其他规则形式的研究与应用现状进行总结评述,并指出在相应各研究方向上需要进一步加强的工作。     

黄河“八七”分水方案实施30 a回顾与展望

回顾了黄河"八七"分水方案出台的历史背景、研究历程以及在实践中不断细化和完善的过程,分析了1999年统一调度之前和之后两个时段的运用情况和效果,提出了变化环境下流域水资源面临的新形势并进行了展望。"八七"分水方案是我国大江大河第一个流域分水方案,对于国家推进水资源科学分配和高效利用具有重大突破和示范意义,在运用中先后开展了"八七"分水方案细化、新径流条件下分水方案完善、用水总量控制红线制定等一系列工作,分水方案得到持续细化、深化、发展和完善,有力支撑了黄河流域水资源管理,成为流域管理重要的技术文件。运用30 a来,"八七"分水方案以及黄河水资源管理实践有效控制了流域用水需求增长,协调了各省(区)用水关系,支撑了流域经济社会可持续发展与生态环境维持,实现了黄河干流20 a不断流。未来黄河流域面临的水资源需求仍将呈现一定的刚性增长,流域水资源管理的关键问题是如何缓解水资源对流域经济社会发展的制约,支撑生态环境良性维持。     

并联供水水库解析调度规则研究I：两阶段模型

水库群联合调度规则种类繁多、关系复杂,相互影响又相互制约,是水库调度研究的难点与焦点问题。本文建立了并联水库系统两阶段联合调度模型,推导并给出了一套新的具有解析表达形式的并联水库系统联合调度规则,它包括确定时段总供水量的供水规则、蓄水量在不同水库间分配的空间分布规则以及供水任务的分配水规则。理论成果分析表明:这套新调度规则在一定程度上克服了现有并联水库调度规则系统性、适用性较差以及表述形式不统一的缺陷,同时明显优于由限制供水规则确定时段总供水量和由参数式规则进行供水任务分配的组合调度规则。     

基于风险偏好的梯级水电站合约电量月度分解模型研究

本文在梯级水电站历史发电特征分析的基础上,以梯级水电站收益最大为目标函数,以风险偏好因子体现调度决策者的风险偏好,建立了基于风险偏好的梯级水电站合约电量月度分解模型。通过乌江梯级水电站实例分析,验证了该模型的合理性和可行性,为水电在电力市场中竞争提供了理论依据。