梯级水库联合保坝防洪调度的方法

潘口和黄龙滩水库，系汉江支流堵河的梯级水库。潘口水库的兴建，除获得发电效益之外，还担负着提高下游已建梯级水库黄龙滩大坝防洪标准的任务。本文具体叙述联合保坝防洪调度方法及有关分析成果。     

反调节作用下的梯级水库短期优化调度研究

为充分发挥上游大型水电站的调峰作用,保障下游供水、生态流量等供给,在下游建设反调节水库的梯级水库运行模式应运而生。目前,对水库反调节的研究多侧重于下库对上库出库流量或发电水头单方面的调节,并未将两者结合考虑。针对上述情况,以堵河流域潘口-小漩梯级水库为例,结合该梯级中“以电定水”与“以水定电”运行模式并存的生产实际,综合考虑小漩对潘口出库水量的调蓄作用以及对潘口尾水的顶托作用,建立了潘口-小漩梯级水库短期优化调度模型,并采用改进的POA算法对模型进行求解。计算结果表明：抬高小漩水库运行水位并保持其机组位于高效率区运行能够提升梯级水电站整体的发电效益。     

考虑后效性影响的梯级水库短期优化调度耦合模型研究

针对同一梯级中"以电定水"与"以水定电"运行模式并存的状况,本文从梯级总能量的角度出发,结合蓄能最大与发电量最大准则,构建了梯级水库短期优化调度耦合模型;为提高模型计算精度,考虑了水流滞时、尾水位变化后效性等影响因素,采用BP神经网络对下库入库流量、上库尾水位进行了精确计算,并提出了伴随POA算法对有后效性的梯级水库短期优化调度耦合模型进行求解。潘口、小漩梯级水库实例计算表明:所建的耦合模型能够很好地契合实际生产需求,有效提高梯级水电站的发电效益;与现有算法相比,伴随POA算法在计算时间、计算精度等方面具有一定的优势,能够满足生产实践的要求。     

水库群系统发电调度的合作博弈研究

水资源的竞争性和非排他性导致水库管理者基于个体利益进行发电调度,使得水库在满足个体利益的同时往往忽略了系统的整体效益。为了在保证个体利益的基础上实现系统总效益的最大化,建立了梯级水库群发电调度合作博弈模型;采用改进后的水循环算法对模型进行分层求解。以金沙江两库与三峡梯级构成的梯级水库群为研究对象,选取典型年进行实例计算。计算结果表明：梯级水库群发电调度的合作博弈模型在获得系统最大效益的同时使得个体利益达到Pareto最优状态,实现水库群总效益和单库个体效益的双赢,既优于联合优化调度模型又优于单库优化调度模型。该合作博弈模型及其新解法可为水库群调度决策分析开创一种新思路。     

年调节水库发电调度图多参数优选绘制

在保留调度图原有优点的基础上引入优化思想,提出了一种年调节水库发电调度图的多参数优选绘制方法。首先,阐述年调节水库发电调度图的改进绘制方法;其次,建立满足保证出力,保证蓄水期末水库蓄满条件下的梯级水库群发电量最大模拟调度模型;然后,通过粒子群优化算法控制调度图绘制过程中的关键参数,并结合调度模型以优化绘制发电调度图;最后,以澜沧江中上游如美至功果桥梯级水库群为对象进行实例研究,检验评价所得调度图的效益。其梯级水库群联合模拟调度结果相较传统调度图方案,增加年均发电量约2%,能在兼顾电站保证出力的同时,有效提高梯级总发电效益。     

梯级水库群发电优化调度评述

总结了水库群发电优化调度的研究过程,并对现有研究方法的优缺点进行了归纳,分析了梯级水库群发电调度研究面临的问题及发展趋势,指出今后研究的策略为:研究多年调节水库年末消落水位变化规律;应用新的模拟进化算法,求解发电调度模型,制订发电计划;研究梯级水库长期负荷分配的最优准则、数学模型及求解方法,在梯级水库间合理分配电网,下达发电任务;研究梯级水库调度图的制订以及发电会商系统的开发建设;开发发电调度软件系统.     

梯级水库短期优化调度模型的精细化与GPU并行实现

目前制约梯级水库短期优化调度在实际工程中应用的主要瓶颈有:所构建的优化模型存在不合理的简化策略,所选择的求解算法无法保证解的质量以及模型的计算时间远超规定时长。为解决上述问题,本文首先构建精细至水电站各机组工作特性的优化调度模型,接着通过二重嵌套动态规划(DP)计算给定模拟精度下的高质量解,并针对算法固有的"维数灾"问题,一方面通过数据压缩与数据库技术降低程序的内存占用量,另一方面将GPU并行加速技术首次引入水库调度领域,通过OpenACC实现算法的GPU并行以减少计算时间。最后通过潘口、小漩梯级水库日优化调度的实例研究与对比分析得出:精细模型较传统模型能更好地贴合电站的实际工况,提高梯级系统的发电效益;内存占用缩减策略的引入能有效降低算法的空间复杂度;GPU并行较传统的CPU并行能大幅提升算法的求解速度。由此为短期优化调度的理论发展与算法"维数灾"的处理提供借鉴。     

松江河梯级之松山小山水库联合调度方案

松山、小山水库是松江河梯级水电站的龙头工程,两库之间通过一条12．6km长的引水洞相连．通过该洞将漫江水量引入松江河梯级之首的小山库区,增加松江河梯级发电效益。本文分析了两库对径流的最大调节程度,进而推选出可行的联合调度方案,并对调度方案进行优化。     

基于状态转移矩阵的梯级水库优化调度确定性离散动态规划方法

基于状态转移矩阵的确定性离散动态规划(DDDP)方法是在考虑水库运行的综合利用的前提下,利用状态转移矩阵寻找出梯级水库优化调度过程中所有的可行策略,基于目标函数逆向搜索可行策略,得出最优解的优化算法.该方法可进行单库优化计算,也可以进行梯级水电站优化计算.文中以锦屏梯级为例,说明该方法可在满足梯级水库上下游生态用水、发电用水等综合利用的前提下,以梯级水电站发电效益最大为目标,求得梯级水库优化调度的较好解.     

李仙江流域梯级总出力调度图优化

分析了蓄供水判别式法运用于梯级水库调度所存在的不足,为提高梯级水库水资源利用效率,以梯级调度期总发电量最大为目标,构建了梯级总出力调度图优化模型和时段内最优出力分配模型,给出了基于逐步收索方式和逐步优化算法的模型求解流程。以李仙江流域梯级为实例进行计算,在得出总出力调度图的同时,利用最优模拟结果和逐步回归方法建立了梯级各库时段出力比值与各相关因子的函数关系,其调度结果与常规方案相比,年发电量和发电保证率均有较大程度的提升,验证了所建模型的合理性。     

小漩水电站施工导流设计与实践

正1工程概况小漩水电站位于湖北省十堰市竹山县的汉江一级支流堵河干流上,坝址位于竹山县城上游,距城关约3 km。水电站为堵河干流三级开发的第二个梯级,距上游潘口水电站坝址约10.4 km,距下游黄龙滩电站坝址约98 km。电站开发任务以发电为主,并对潘口水电站进行反调节,兼顾改善库区通航条件。枢纽建筑物主要由6孔开敞式泄水(冲砂)闸、厂房、左右岸连接坝段、下游河道疏挖、通航建筑物     

松江河梯级水电站短期优化调度数学模型分析

应用改进粒子群算法求解松江河梯级水电站短期优化调度问题,建立梯级电站发电量最大和发电效益最大短期优化调度数学模型。针对粒子群算法存在的后期收敛速度慢和易陷入局部最优等缺点,引入收缩因子和基于遗传思想的变异算子对其进行改进。应用改进粒子群算法对松江河梯级水电站进行短期优化调度,分别采用发电量最大和发电效益最大数学模型进行算例分析。结果表明：对梯级电站进行短期优化调度可以提高梯级电站的整体质量和效益;应用改进粒子群算法求解梯级电站短期优化调度问题在求解时间、精度上都取得了满意的效果。     

三峡-葛洲坝梯级电站发电调度优化措施探讨

如何在保证防洪安全的前提下,提高三峡-葛洲坝梯级电站的水能利用效率,是学者们较为关注的一个课题。结合三峡-葛洲坝梯级电站的特点,通过回顾该梯级电站发电计划编制流程,总结了一些实际水库调度过程中的水能优化利用措施。指出,通过合理控制库水位,优化调度小洪水,提前汛末蓄水时间,合理安排库水位消落等措施,可有效提高水能利用率,增加三峡-葛洲坝梯级发电效益。     

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.     

沅水梯级水库长期发电优化调度研究

根据沅水流域梯级水库群的特点,以三板溪、白市、托口、碗米坡、五强溪等5座水电站发电效益最大为目标,构建梯级水库发电优化调度模型,利用逐步优化-逐次逼近动态规划混合算法进行求解。计算结果表明:沅水梯级水库发电效益最大目标较单一水库优化调度相比,在丰、平、枯水年份可分别增加发电效益0.28亿、0.76亿、0.37亿元。最后对比分析各水平年梯级优化运行与单一水库优化运行的水位控制过程,得出了实现沅水梯级水库长期发电效益最大的各水库控制运行策略,以指导沅水梯级水库实际生产调度。     

基于混合PSO算法的梯级水库优化调度研究

提出基于混合粒子群优化（PSO）算法求解流域梯级单目标优化调度问题方法的一般结构,并对三峡梯级的发电和洪水优化调度问题进行了研究。该算法利用离散微分动态规划法（DDDP）算法对粒子群优化算法的gBest粒子进行二次寻优,加快了算法的收敛速度和精度。     

三峡梯级水库群联合优化调度增发电量分析

以溪洛渡、向家坝、三峡与葛洲坝四库梯级为背景,将年来水分成丰水年组、平水年组和枯水年组,以分组期望发电量最大为目标,建立了梯级水库群联合优化调度模型,结合各库约束条件开展了模拟计算,得到不同典型年下梯级水库联合优化调度较单库优化调度增发电量值及水库优化运行方式。结果表明:开展四库联合优化调度均能不同程度的增发电量,且存在来水越大增发电量越大的趋势,龙头水库溪洛渡通过降低自身效益,增加放水量,可使下游三库有不同程度的增发,从而使梯级总发电效益增加。     

市场环境下梯级水电站短期优化调度研究

市场环境下,梯级水水电站的短期调度竞价报送发电计划阶段,根据预测的边际电价和入库流量,以发电收益最大化为目标制定短期调度计划;电网负荷下达阶段,根据电网下达日内96点负荷和预测的入库流量制定短期调度计划。后者在流域梯级统一调度背景下,若梯级水电站具有流域统一电价,梯级水电站短期调度以耗水量最小为目标进行优化;若梯级水电站具有不同电价,则梯级水电站短期调度以发电收入最大为目标进行优化。以市场环境下不同阶段梯级水电站制定短期优化调度计划为对象,研究梯级水电站短期优化调度模型及其求解算法,构建梯级水电站短期优化调度整体框架。研究表明,市场环境下不同阶段采用不同模型进行短期优化调度,可节约梯级水资源、增加梯级发电收益。     

基于多重迭代算法的梯级水库群调度图优化方法

基于梯级水库群中各水库的常规调度图,建立了以梯级水库群多年平均发电量最大为目标的梯级水库群调度图优化数学模型,提出了基于多重迭代实现高维模型降维的求解算法,即以轮库迭代法实现空间多水库降维,以轮线迭代法实现单一水库多调度线降维,以逐次优化算法实现调度线状态降维。万安溪-白沙梯级水库群的算例计算结果表明,该优化方法能获得形态合理的优化调度图,并能有效提高水库群发电量。     

三峡梯级水库调度仿真及实现——给定葛洲坝水库出库流量优化模型

针对三峡梯级电站短期日优化调度问题,按实际需要研究开发了三峡梯级水库优化调度系统;采用动态规划(DP)算法针对给定葛洲坝出库流量寻求发电效益最大的模型编制程序进行求解,并且在此系统中对其进行仿真实现,取得了较为满意的效果.