梯级水库群泄洪设施联合调控研究

洪水灾害是我国最严重的自然灾害之一,水库防洪调度是有效避免或减轻洪水灾害的重要手段。当前水库防洪调度主要是运用优化算法获得水库的优化调度决策方案,鲜有考虑水库泄洪设施的运行控制,往往导致优化调度结果难以付诸实施。鉴于此,本文通过开展梯级水库群泄洪设施运用数字化,构建梯级水库群泄洪设施运用数据库,建立梯级水库群联合防洪调度模型,研究梯级水库群泄洪设施联合调控策略,并以雅砻江下游梯级水库群泄洪设施联合运行为例进行验证。结果表明：优化调度方案充分利用防洪库容调蓄,其泄流量过程比常规调度更加均匀,极大程度的削减了洪峰流量;同时,优化调度方案中梯级水库群泄洪设施变化总次数较常规调度明显减少,泄洪设施组合方案调整的频率明显降低。研究成果对推动梯级水库群防洪优化调度向泄洪设施运行控制的精细化和智能化转变,提升梯级水库群防洪调度管理水平具有重要的理论意义和工程实践价值。     

水库群优化调度中的多层次分解组合优化算法

随机动态规划(SDP)在水库群优化调度中会导致“维数灾”问题,也难应用于多年调节水库。提出了一种水库群优化调度的多层次分解组合优化算法,其包括应用于多年调节水库SDP操作的均匀下泄流量算法,把库群优化问题分解为第1层次的单库SDP优化,然后应用改进的遗传模拟退火算法(GASA)对单库结果进行第2层次的组合优化。在贵州乌江梯级水库群中长期发电优化调度研究中,获得库群多年平均发电量94.72×108 kW·h,大于GA、SA和SDP单独运用的结果,运行速度也较SDP快。结果说明,提出的多层次分解组合优化算法是一种新的有希望的水库群优化调度方法。     

隔河岩和葛洲坝水电站联合调度补偿效益研究

本文应用确定性优化调度方法，分别研究了隔河岩水库水电站、葛洲坝水电站单独运行和联合调度的效益。计算结果表明，隔河岩水库水电站和葛洲坝水电站联合调度，不仅可以大幅度提高联调保证出力，还可以增加隔河岩水库水电站的年发电量，从而产生了双向补偿效益。     

基于界门函数的混沌算法在水库群联合调度中的应用

基于界壳理论的基本思想,提出了一种改进的混沌算法,利用混沌变量的特定内在随机性和遍历性跳出局部最优点,遍历寻找水库群联合调度问题的最优解.实例计算表明,相对于逐步优化算法(POA),该算法计算速度快、收敛性好,提高了计算效率,满足约束的效果较好,不失为求解水库群优化调度问题的有效方法.     

基于协调粒子群算法的水电站水库优化调度

提出了一种协调粒子群算法,利用多粒子群的信息协调和扰动策略的方法,较好地克服了基本粒子群算法易于早熟和陷入局部最优的缺点,具有良好的收敛速度和计算精度。实例计算表明,协调粒子群算法能够求解水电站优化调度这样的非线性、强约束组合优化问题,原理简单,易于编程,占用内存少,为水电站优化调度问题提供了一种具有较高应用价值的方法。     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

基于风险分析的水库群供水调度规则

水库调度规则是指导水库调度运行的重要工具.建立了适用于多调出水库单一调入水库供水系统的调度规则提取模型,模型以系统风险最小化为目标,在水库群模拟调度及系统性能评价的基础上,结合智能优化方法,同时优化系统调度规则与调水规模,避免了多调出水库调出水量分配的问题.从风险控制角度,引入并优化不同用水户的限制供水规则,提升了不同时段间供水公平性.模型应用于应城市水库群供水系统,结果表明联合调水后供水系统中生活、工业、农业缺水风险分别增加了0.62、0.45和0.22,易损性指标则分别降低了0.50、0.55、0.34,占原易损性的81%、73%和40%,表明模型具有较好的合理性和有效性.     

金沙江下游梯级水库群多目标兴利调度模型及应用

多目标兴利调度是充分发挥金沙江梯级水库群综合效益的重要课题,如何科学控制上下游梯级水库蓄泄方式、协调不同兴利调度目标间的竞争关系,是金沙江梯级水库群水资源高效利用的关键科学问题。本文在分析发电效益、航运效益和容量效益间竞争与冲突关系的基础上,建立了以总发电量最大、通航流量最大、时段保证出力最大为目标的梯级水库群多目标兴利调度模型,并采用多目标进化算法对其进行求解,得到了不同频率来水情况下多目标兴利调度方案集,可为金沙江梯级水库群联合调度提供科学的决策依据。     

水库群长期优化调度模型与水力关联矩阵

首先介绍了水库群长期优化调度模型,分析了该模型编制的程序在单库、梯级以及混联水库群中通用的制约因素.在水库群长期优化调度模型通用性设计方面,提出用水力关联矩阵来描述水库之间的空间位置关系和水力联系,并重点说明了水力关联矩阵的作用.然后,以DP算法与水力关联矩阵相融合为例,解决了将其设计为一般性算法过程中所遇到的问题,进而开发出具有一定通用性的水库群长期优化调度的算法代码.最后,将DP、DSPA和POA算法应用于雅砻江以及混联梯级长期优化调度中.     

考虑外送通道极限的水电站联合优化调度研究

云南部分地区水电资源丰富,但电网中负荷一般相对较轻,电力能源以外送为主.然而,电网建设的速度往往滞后于电源建设,电力外送受阻严重.充分挖掘现有电网输送能力的潜力,是增强此类电网外送能力的有效方法.首先提出了水电站联合优化的调度思想,考虑外送通道极限对水电站发电量的限制,对地区电网水电站进行联合调度;其次建立了水电站联合优化调度模型,考虑外送通道极限不等式约束条件以及水库水量等式约束条件建立了以地区电网水电站发电量最大的目标函数,然后运用SOA人群搜索算法对水电站联合优化调度模型进行优化计算,SOA算法优化多峰函数收敛速度快;最后以典型的水电送出型怒江电网作为实例进行仿真.仿真效果表明在水电站联合优化调度的策略下,考虑怒江水电外送通道极限约束,怒江电网水电站发电量得到提升,增强了怒江水电外送能力,验证了SOA优化算法的有效性.     

Hardware/software partitioning based on dynamic combination of maximum entropy and chaos optimization algorithm

This paper presents an algorithm that combines the chaos optimization algorithm with the maximum entropy ( COA-ME) by using entropy model based on chaos algorithm,in which the maximum entropy is used as the second method of searching the excellent solution. The search direction is improved by chaos optimization algorithm and realizes the selective acceptance of wrong solution. The experimental result shows that the presented algorithm can be used in the partitioning of hardware/software of reconfigurable system. It effectively reduces the local extremum problem,and search speed as well as performance of partitioning is improved.     

伺服系统实验装置的开发

针对刚进入研究生学习阶段的自动化专业新生,设计并开发了一套伺服系统的实验装置。此实验装置以PC加运动控制卡作为上位控制单元,具有数字化、集成化、开放式的特点。它不仅适用于电机基本控制原理的学习,而且为学生提供了一个学习、掌握如何搭建计算机控制系统的实验平台。软件伺服的引入更便于新的控制算法在系统中实现。文中详细介绍了系统的硬件结构与软件控制算法。     

考虑组件复制的SA软件部署可靠性研究

复制软件组件能提高服务的可靠性和系统可靠性,然而,复制额外的软件组件需要消耗系统可用系统资源.为了充分利用系统可用资源,得到更高的可靠性优化值,设计了启发式的贪婪复制算法,该算法根据单位带宽的可靠性优化值增量OB和单位内存的可靠性优化值增量OM,利用贪婪思想选择出将被复制的两个软件组件集合,其中具有更高可靠性优化值的集合是该算法确定的将被复制的软件组件集合.实验结果表明:当给定有限的系统可用资源时,与贪婪复制算法相比,该算法能得到更高的可靠性优化值和更高的服务可靠性.     

基于ROS的轮式机器人建模方法与仿真研究

针对ROS环境下模型构建存在耗时、难度高、操作复杂等问题,提出一种外部机器人模型导入的模型构建方法。采用ROS操作系统搭建模型仿真平台,利用SolidWorks软件生成ROS平台可执行的URDF文件,完成机器人的3D建模。经过URDF文件解析后在Rviz和Gazebo中显示三维模型并进行仿真验证,可实现机器人的自主控制,对轮式机器人的建图和路径规划算法研究有着重要意义。     

地区电网无功优化软件的开发与应用

针对地区电网无功分布及补偿情况，基于经典的简化梯度无功优化算法和计算二阶项的牛顿潮流算法，开发了一套完全采用面向对象概念及编程技术的电网无功优化计算软件．该软件简便实用，具有很好的通用性和可扩展性．现已应用于某市地区电网的无功优化，实际运行情况表明，其运行稳定、可靠，取得了预期的技术经济效益．     

火电厂空压机控制演示系统的设计与开发

以紫金桥组态软件为开发平台,以铁岭电厂空压机控制系统为背景,设计并开发了空压机控制系统的工艺流程模型、运行参数模型和仿真系统.实现了启停操作、正常运行调整、运行状态和运行参数显示等多种仿真功能,对推动火电厂空压机控制系统的运行维护水平,保证电厂安全生产,提高火电厂空压机控制技术水平等方面均有重要意义和实用价值.     

火电厂空压机控制演示系统的设计与开发

以紫金桥组态软件为开发平台,以铁岭电厂空压机控制系统为背景,设计并开发了空压机控制系统的工艺流程模型、运行参数模型和仿真系统.实现了启停操作、正常运行调整、运行状态和运行参数显示等多种仿真功能,对推动火电厂空压机控制系统的运行维护水平,保证电厂安全生产,提高火电厂空压机控制技术水平等方面均有重要意义和实用价值.     

步进电机软控制器的设计

基于PC环境,开发出以纯软件方式实现的步进电机控制器.该控制器通过计算机并行端口经由信号调理电路控制驱动二维工作台的两台步进电机,实现了PC机平台上的数值插补仿真和二维工作平台模拟加工工件的仿真.这一方案充分利用了PC机的强大运算能力和集成开发环境,具有良好的可移植性.只需要改变控制器的软件程序即可实现不同的控制模式.这一软控制器可用来构建简易的数控系统. 更多还原     

天然气压缩机工况监测及诊断技术

天然气压缩机在石油工业中得到广泛应用,已成为油气生产的关键设备。介绍了一种硬、软件结合的天然气压缩机工况监测系统。利用现代传感测试技术和计算机技术,能实时有效地监测各单台压缩机组运行过程中的15个重要参数。具有以下功能：实时全屏显示各参数曲线及监测数据,记录、存贮、打印压缩机组运行情况日报表和月报表,超限报警停机、客观、科学地分析判断压缩机组运行故障,初步实现设备的预测维修,以保证压缩机安全、可靠地工作,提高设备的使用效率和现代化管理水平。可用于天然气采过程中各增压站。     

空气压缩机站远程监控系统的研究与实现

为了实现大型运行设备群的远程监控,提出了基于以太网络的空气压缩机站远程监控系统设计方案。系统基于以太网络技术构成空气压缩机站信息传输网络体系,实现了空气压缩机运行过程的远程网络化监测与控制。通过该系统,能及时了解和观察关键设备的工作状态及各种运行参数,为设备的管理和维护提供了保障。论述了系统硬件的组成、实现方法以及专家系统在系统中的应用。最后就基于组态软件的系统应用软件的设计与开发进行了阐述。实际运行表明,系统运行稳定,操作方便,能有效减少设备维修量,保证了供风质量,达到了设计要求。