考虑生态流量的水库优化调度模型研究进展

总结了考虑生态流量的水库优化调度模型研究进展,对目前主要的优化模型进行了分类阐述,给出了通用的模型结构;结合生态流量研究的发展和调度实践,分析了各优化模型的优缺点,提出了可行的改进方法;对常用的优化方法进行了评述,重点介绍了遗传算法及其应用。在此基础上,讨论和辨析了此类优化调度模型的发展方向。     

小型水电站群水库优化调度

本文阐述了小型水电站群水库优化调度的特点,以马尔科夫决策规划理论建立数学模型,介绍了实施小型水电站群水库优化调度的经验。     

考虑调度时段敏感性的水库供水优化调度

针对复杂水库多目标优化调度的维数灾及易陷入局部最优的问题,提出了一种基于调度时段敏感性分析的水库调度降维新方法。该方法统一扰动年内调度时段(时间维)的不同类型调度线位置(水位或库容)参数,获得不同调度时段对目标函数的敏感度;然后以敏感时间维的各用水户调度线位置参数作为优化变量进行寻优计算;当迭代到一定代数后,再进行全局精细化搜索调度线的位置参数。实例研究表明,该降维方法在搜索效率及求解质量上均具有明显的优势,获得的调度图也具有较强的实用性。     

多泥沙河流水库汛期优化调度分析研究

多泥沙河流水库汛期运行关键在于排沙和发电的优化?根据三门峡水库汛期“洪水排沙、平水发电”的运用模式，分析在调节库容小的情况下如何发挥水库的排沙作用，恢复有效库容，在平水期利用电网运行规律优化发电运行，减少平水期弃水。     

考虑生态用水的水库群优化调度研究

生态用水调度是维持河道生态健康稳定的重要手段,在水库群的调度规则中应当纳入生态用水因素。通过考虑生态流量目标需求,建立了沙河水库群生态用水调度模型,并根据长系列优化运行的结果,对考虑生态的水库群调度规则和生态流量满足程度进行分析。结果表明,进行生态调度能有效减小供水期末的生态破坏,而对社会经济用水影响不大,最小生态和适宜生态流量的保证率分别达到98%和82%,且下游河道的流量更接近天然水流情势;库水位在不同的水平年表现不同的变化趋势,同时水库调度规则受到上下游次序和边界入流的影响,可为水库群联合进行生态用水调度提供依据。     

考虑不同生态流量约束的梯级水库生态调度初步研究

限于目前的资料和技术方法,难以给出具有严格生态意义的生态流量过程,对金沙江下游梯级水库的生态调度,考察了最小月平均流量法、7Q10法、Tennant法、规划最小下泄流量等几种常规的生态流量设计方案,以此作为水库下泄的生态约束,并建立梯级水库联合调度优化模型。以金沙江下游梯级为实例,对比分析了不同生态流量约束、不同水库调度方式的调度运行结果。在此基础上,从生态与发电的制约关系、生态流量约束与水文变化度的关系、生态流量设置的合理性标准等方面进行了分析讨论。研究结果表明:(1)考虑常规生态流量约束的生态调度并没有显著降低梯级水库的发电量,总发电量较不考虑生态调度最大降低约2.4%;(2)生态流量约束有利于降低水库调度引起的水文变化度,对比4种生态流量约束方案,从生态角度Tennant法最优,从发电角度规划最小下泄方案最优;(3)对生态调度,仅从下限的角度满足常规生态流量存在局限性,应尽量利用已有的生态信息,强化生态流量设计的生态基础和生态相关性,提高生态调度的目标性和针对性。研究结论将为未来金沙江下游梯级水库的生态调度提供一定的参考。     

基于改进遗传算法的水电站水库优化调度

在遗传算法中为避免采用二进制编码时存在的编码冗余问题,本文提出了一种基于十进制整数码的改进遗传算法,并进行水电站水库优化调度研究。用遗传算法进行水库优化调度计算可从多个初始点开始寻优,占用内存少,能以较快速度找到全局最优解,实例计算并与常规优化相比,表明该方法简便,快速,可避免水库优化调度中的维数灾。     

考虑保证率约束的马氏决策规划在水电站水库优化调度中的应用

在长期调节水电站的水库优化调度中,一般采用马氏决策规划寻求平均年期望发电量达到最大的最优策略。但是,在极大多数情况下,这种策略往往并不能满足发电保证率的条件。 本文首先叙述了在相邻时段径流相关和面临时段径流不能予报的条件下,应用马氏决策规划的一般方法。然后,根据水电站保证率的含义,给出其概率形式的定义,从而把问题归结为随机约束下的马氏决策规划。 我们对应用惩罚方法求解这一问题进行了研究,对特定的罚函数得到了若干有用的性质。最后,简要地给出某水电站水库的一些实际计算结果。     

水库水电站中长期隐随机优化调度综述

随着中国水电开发积极有序推进,大型梯级水电格局逐渐形成,对水电站群的实际调度运行提出了一系列新的需求和挑战。文中概述了水库水电站确定性优化调度理论的发展历程和2种随机优化理论思想,在阐述隐随机优化调度原理的基础上,对目前国内外常用的隐随机调度决策与自变量因子进行了归纳分析。重点介绍了多元线性回归法、智能算法、贝叶斯网络法和模糊集方法这4类调度规则制定方法,并分别对各方法的优缺点进行了总结评价。最后,提出水库水电站隐随机优化调度研究的几点展望,为进一步提高水库水电站实际调度水平提供技术支撑。     

水电站水库分期调度图研究

为提高水电站水库发电效益,本文初步提出了一种适应水电站水库不同时期出力特点的分期调度图。首先,阐述水电站分期调度图的基本原理和绘制方法;其次,确定流域水文年起止时间,划分流域丰水期和枯水期;再次,建立梯级水电站发电量最大模型;最后,以大通河梯级水电站调度为例验证分期调度图的合理性。应用表明:分期调度优于常规调度图,可为水电站水库调度提供一条新思路。     

Jinshajiang hydropower base to invest in ecological protection

Jinshajiang hydropower bases began to take measures to protect ecological environment while initiating hy-dropower project. China Yangtze Three Gorges Engineering Development Corporation invested nearly 500 million Yuan in water and soil conservation and construction of ecological environment.According to the Brief Report on Comprehensive Uti-lization Program for Yangtze Valley approved by the State     

考虑水光协调性与经济性的水电站优化调度

为降低光伏出力波动性、提高水光互补综合系统的电量效益,本文以西藏装机容量最大的藏木水电站与其拟规划的光伏电站为例,选择晴天、阴天和雨天三种典型日,以系统总出力波动平均值表征水光互补综合系统协调性,以水光综合出力电量效益、水电旋转备用补偿效益之和表征系统经济性,建立考虑水光协调性与经济性的水电站机组尺度优化调度模型,在枯水期典型日下,揭示系统协调性与经济性转换关系,分析水电、光伏发电日内运行规律。结果表明：水光互补综合系统协调性与经济性呈现明显的竞争关系,晴天、阴天和雨天三种典型日系统总出力波动平均值由3.5 MW降低至2.5 MW,相应经济效益分别减少0.62%、0.38%、0.22%。研究结果对提升水光互补系统协调性与经济性具有实际指导意义。     

考虑分级振动区的水电站厂内经济运行研究北大核心CSCD

水轮发电机机组振动区是影响水电站厂内安全运行与经济运行的核心所在。本次研究采用机组分级振动区思想,根据机组承担不同负荷时的振动程度,划分机组振动区为禁止运行区、不建议运行区和稳定运行区,在此基础上,建立了考虑机组分级振动区的水电站厂内经济运行模型,并采用粒子群优化算法进行求解。以藏木水电站为例,厂内经济运行结果表明:以电定水模式下,综合考虑机组分级振动区影响比仅考虑机组禁止运行区影响时,全厂耗水量增加0.69%,但机组运行更为稳定,振动程度更小。考虑机组分级振动区的厂内经济运行模型更为契合水电站经济运行以安全运行为前提的实际思想。     

基于数值降雨预报信息的梯级水库群发电优化调度

在水库群发电调度中,考虑预报信息的联合调度是提高水库群发电效益和稳定性的有效途径。然而降雨预报信息的不确定性将直接影响发电调度的效益。为此,本文首先将降雨量进行分级,给出各降雨量等级的实际降雨概率分布;然后将蓄水库容与径流相融合,并基于参数–模拟–优化模型(PSO)建立PSO-Hedging Rule Curves(PSO-HRCs)调度图。在此基础上,根据实时预报降雨信息,获得各频率条件下的降雨量、径流量和调度决策,同时评估各频率调度决策的弃水和蓄水风险和损失。本文以浑江梯级水库群为例,采用美国全球预报系统(GFS)发布的降雨信息开展研究,结果表明在实例水库采用70%~85%概率对应的调度决策具有较高的效益和稳定性。     

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。     

兼顾四大家鱼产卵需求的梯级水电站生态调度北大核心CSCD

为实现流域梯级水电站水资源高效利用,以金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级水库生态调度为例,通过已有研究成果以及实测数据推求四大家鱼产卵所需的适宜生态流量,构建梯级水库长短期耦合双层优化模型,上层模型采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解,下层模型采用遗传算法求解,进而提出兼顾四大家鱼产卵流量需求的梯级水库日调度方案。结果表明:与常规调度相比,当以促进四大家鱼产卵为主要目标时,调度期内(5—6月)梯级水库发电量减小1.91亿kW·h,减幅为1.76%;同时生态流量契合度增大0.123,有效洪水上涨作用期累计可达12 d,可较好地促进四大家鱼产卵。研究成果可为制定面向下游河道四大家鱼产卵的梯级水库生态调度方案提供参考依据。     

水电工程生态环境保护指标体系初探

建立水电工程生态环境保护指标体系的目的是为了通过适当的设计与运行管理,减轻工程对河流生态系统的不利影响。本文针对筑坝的水电工程,提出了由目标层、准则层和指标层构成的生态环境保护的指标体系框架。按照健康河流的生态环境要素,考虑我国水电工程管理运行中存在的主要问题,把指标体系分为水文特征、河流水质、河流形态闸流连通性、生物生境、生物群落、河流景观7个类别,进而提出了相应的保护准则以及可以定量或定性的指标。以工程设计与管理主要内容与河流生态环境的作用机制为基础进行了指标的识别,提出了工程设计与运行涉及的主要指标。     

基于水文指标变化范围法的水库生态调度方案评价

为对水库生态调度方案进行合理评价并选优,本文采用变化范围(RVA)法,对燕山水库下游官寨水文站1954—2000年日均流量资料进行统计分析,并根据分析所得32个水文改变指标(IHA)变化范围确定了环境流量范围。结合目前常用几种生态流量计算方法提出9种生态流量方案,建立生态调度模型,模拟日放水过程。根据模拟日调度流量结果计算各指标的水文改变度,并对其进行分析。最后,根据分析结果,提出了使社会经济目标与生态目标均衡优化的综合效益最优调度方案。     

基于Logistic模型的水电站机组运行优化方法

利用Logistic微分方程建立了GA种群规模的数学模型；为更好地使初始解群覆盖整个解空间，引入Logistic周期一混沌迭代公式；针对GA在求解优化问题时，种群早熟问题，将生物学中培育野生个体和避免近亲交叉的概念引入GA中，进一步提高GA中个体基因的多样性。为提高GA在迭代后期收敛速度，利用Tabu搜索的爬山能力加快GA收敛。计算机仿真算法验证所提算法的有效性，并与标准GA进行比较。