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。     

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。     

考虑不同压咸等级的西江水库群多目标调度

咸潮入侵一直是影响西江流域供水安全的重要因素,合理的水库调度成为压咸补淡的关键措施.考虑水库群发电效益和下游梧州断面压咸任务,建立以梯级总发电量最大和压咸流量下限最大为目标的实时优化调度模型进行研究.结果表明:流域主要通过抬高岩滩水位、增加岩滩压咸风险的方式来提高发电量,其余水库负责消减岩滩增高的风险,保证压咸流量;流...     

面向洞庭湖生态需水的三峡水库蓄水期优化调度研究北大核心CSCD

为减轻三峡水库蓄水对洞庭湖生态系统的不利影响,本文建立了以洞庭湖最小生态需水满足度和三峡水电站发电量最大为目标的水库优化调度模型。调度模型耦合支持向量回归技术构建了洞庭湖水位变化的主要驱动因素与最小生态需水满足度关系,采用混沌遗传算法对模型进行求解。开展了不同典型年下三峡水库蓄水期优化调度研究,结果表明:优化调度后,平水年洞庭湖最小生态需水满足度由常规调度的85.40%提高至89.44%,三峡水电站发电量增加3.09%;丰水年常规调度即可满足洞庭湖最小生态需水要求,优化后发电量增加5.85%;枯水年洞庭湖最小生态需水满足度由65.58%提高至66.42%,发电量增加3.42%。研究成果可为通过三峡水库优化调度改善洞庭湖生态环境提供理论基础和具体方案的参考。     

面向洞庭湖生态需水的三峡水库蓄水期优化调度研究

为减轻三峡水库蓄水对洞庭湖生态系统的不利影响,本文建立了以洞庭湖最小生态需水满足度和三峡水电站发电量最大为目标的水库优化调度模型。调度模型耦合支持向量回归技术构建了洞庭湖水位变化的主要驱动因素与最小生态需水满足度关系,采用混沌遗传算法对模型进行求解。开展了不同典型年下三峡水库蓄水期优化调度研究,结果表明:优化调度后,平水年洞庭湖最小生态需水满足度由常规调度的85.40%提高至89.44%,三峡水电站发电量增加3.09%;丰水年常规调度即可满足洞庭湖最小生态需水要求,优化后发电量增加5.85%;枯水年洞庭湖最小生态需水满足度由65.58%提高至66.42%,发电量增加3.42%。研究成果可为通过三峡水库优化调度改善洞庭湖生态环境提供理论基础和具体方案的参考。     

雅砻江梯级水库优化调度规则提取研究

针对确定性水库优化调度模型难以直接应用于实际操作的局限性,建立雅砻江流域“三库七级”梯级水库电站联合优化调度模型,采用Gaussian径向基函数提取各水库的调度规则,并率定和检验拟合效果。结果表明,雅砻江梯级水库电站联合优化调度运行的年均发电量为983.19亿kW·h,比设计多年平均发电量增加78.94亿kW·h(+8.73%);两河口、锦屏I级和二滩水库的优化调度过程呈现一定规律,Gaussian径向基函数拟合调度过程的决定系数R2均大于90%,能有效拟合其调度规则,且模拟调度结果相比设计值增发电量51.27亿kW·h(+5.67%)。     

浑太流域水库群联合供水调度模型研究

针对浑太流域水库群联合供水调度问题,分别建立了水库群联合调度模型Ⅰ和Ⅱ。分析建立水库群蓄水与农业灌溉供水的关系;引入"目标蓄水量"的概念,根据供水量与目标蓄水量、联合供水任务以及供水分配系数之间的相关关系,实现水库间联合供水任务的分配;采用POA优化方法制定水库群联合优化调度图及其相应的水库群联合调度规则。长系列模拟结果表明:所建的两个联合调度模型比原设计的年均农业供水量增加,年均弃水量减少;更重要的是,盘锦、营口灌区农业供水保证率由不满足设计的62%都提高到满足供水设计保证率75%的要求,发挥了水库群在联合调度中的补偿作用。     

混联水库群的双量调度函数研究

构建了水量调度函数和能量调度函数相结合的双量调度函数来模拟指导混联水库群联合调度运行。以三峡梯级和清江梯级组成的混联水库群为研究对象,选择1951-2011年实测旬径流系列进行模拟调度。结果表明:混联水库群的非线性双量调度函数方案与常规调度方案相比,多年平均发电量增加68.9亿kW.h,增幅达3.31%,非线性双量调度函数方案调度轨迹接近理论最优调度轨迹,在不降低防洪标准的前提下,可显著增加混联水库群的兴利效益。     

洮河九甸峡水库优化调度研究

洮河九甸峡水库是一座综合利用水利枢纽.本文首先分析了洮河九甸峡水利枢纽的基本情况及其水库的目标功能,在此基础上建立了九甸峡水库优化调度模型,并采用改进粒子群优化算法(MPSO)对模型进行求解.经计算:对于平水年情况,九甸峡水库可满足上下游需水要求,并可比原设计情况多发电量0.31亿kW·h,比动态规划法多发电量0.05亿kW·h.     

基于总出力调度图与出力分配模型的梯级水电站优化调度规则研究

本文基于大系统聚合分解理论,建立了梯级水电站总出力调度图(聚合)与出力分配模型(分解)相结合的双层优化模型,分别采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法和离散微分动态规划(DDDP)进行优化,得到了梯级水电站优化调度规则,可大大降低计算的复杂度.通过在出力分配模型中引入弃能项,有效地降低了电站的弃水,增加了梯级发电量.以清江梯级水电站为研究背景,优化调度规则在满足梯级保证出力的条件下,年均发电量较原设计方案可提高2.25亿kW·h,增长率达3.07%,减少弃水9.87亿m3,达35.83%,说明了模型和算法的有效性和合理性,为制定梯级水电站优化调度规则提供了新的思路.     

考虑河流生态保护的水电站水库优化调度研究

为减轻水利工程建设对水库下游造成的不利生态影响,针对水库下游减脱水河段的生态保护问题,基于河道最小生态流量和适宜生态流量定义了减脱水河段的生态保护程度,提出了以生态保护程度和发电量最大为目标的水库生态优化调度模型,并采用改进NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解?运用该模型对湖南省刘家坪水电站水库进行实例研究,结果表明：优化调度可对下游减脱水河段的生态环境起到保护作用,电站生态保护程度随着发电效益的增加而减小;均衡考虑生态效益和发电效益的调度方案相比发电效益最优的方案生态保护程度由0.011提高至0.551,发电量降低20%,能够在不大幅降低发电量的基础上基本满足最小生态流量的要求,可作为实际调度的参考。     

统计之窗

全国各区域电网发电量、发受电量完成情况 表2发受电量统计区域发/亿受k电W·量h比同/期%增长最高/万用电kW负荷西北129.39.791993华中327.8117.015477华东504.8119.428216华北480.0915.618035东北194.357.093141区域/亿发电kW量·h比同/期%增长出最力高/万发电kW合格频率率/%西北132.0112.08203399.9993华北476.9615.057997100华东488.2222.008079100华中316.6119.265324100东北197.938.693211100(2005年12月)表1发电量及频率合格率统计地区累计发电量/亿kW·h比去年同期增长/%本月止累计水电累计火电累计核电累计累计增长水电累计增长…     

全国各区域电网发电量、发受电量完成情况

(2006年4月)区域/亿发电kW量·h比同/期%增长出最力高/万发电kW频时率间越/s限西北124.9714.25199820华北465.3616.9775520华东445.6415.0471910华中293.6513.1948400东北180.7910.9029250表1发电量及频率越限时间统计表2用电量及最高用电负荷统计区域/亿用电kW量·h比同/期%增长最高/万用电kW负荷西北122.9912.561946华中289.829.244804华东474.8512.857532华北467.3216.617573东北178.8311.672881全国各区域电网发电量、发受电量完成情况~~…     

统计之窗

全国各区域电网发电量、发受电量完成情况(2006年7月)表2用电量及最高用电负荷统计区域/亿用电kW量·h比同/期%增长最高/万用电kW负荷西北138.5721.922175华中382.3216.776372华东609.4319.8510027华北524.5312.488555东北188.318.632845区域/亿发电kW量·h比同/期%增长出最力高/万发电kW频时率间越/s限西北141.8321.8022321华北515.3414.2684100华东569.3417.9496340华中367.2810.686152697东北197.4313.3129720表1发电量及频率越限时间统计全国各区域电网发电量、发受电量完成情况(2006年8月)表2用电量及最高用电负荷统计区域/亿用电kW…     

基于随机径流历时曲线的水库生态调度研究

生态流量过程线使得水库生态调度考虑了径流的年内变化,然而径流的年际变化也是天然径流的重要特征。本文以引汉济渭工程的水库调度为例,利用标准化降水指数将长系列径流数据划分为典型年系列,应用随机径流历时曲线计算了相应典型年系列的生态流量,建立了包含生态流量约束的发电量最大优化调度模型。调度后的多年平均发电量在最小生态流量下为5.14亿k W·h,在适宜生态流量下为5.05亿k W·h,和工程规划的多年平均发电量5.03亿k W·h基本一致。划分典型年径流系列实施水库调度可以反映径流的年际变化。结果显示,在不同典型年基本可满足生态流量的需求,在特定年份来水特枯的情况下不满足生态需求,需要重点关注。     

全国各区域电网发电量、发受电量完成情况

(2007年2月)表2用电量及最高用电负荷统计区域/亿用电kW量·h比同/期%增长最高/万用电kW负荷西北126.6015.092220华中286.5211.015939华东385.0411.518943华北433.8214.448885东北176.6112.483298区域/亿发电kW量·h比同/期%增长出最力高/万发电kW频时率间越/s限西北129.2315.7722770华北432.3210.4987780华东373.57-5.1088590华中261.10-1.2555720东北178.116.0333400表1发电量及频率越限时间统计全国各区域电网发电量、发受电量完成情况~~…     

混合式抽水蓄能电站水库中长期优化调度

建立了以多年年平均发电量最大为目标的混合式抽水蓄能电站水库中长期优化调度模型;使用长序列法并以引用流量和抽水时间作为双控制变量的动态规划算法对水位和抽水时间离散,寻找多种离散水位和抽水时间的最优组合,达到优化水库的各时段运行水位和抽水时间的目的。实例结果表明,在增加抽水蓄能机组后,多年年平均发电量从20.63×108 kW.h增加到了23.06×108 kW.h,保证出力增加了约10 MW,整个调度周期内各时段的水位比不抽水时有所提高;优化算法中的抽水时间以每天1 h为步长的离散处理误差在0.4%以内。     

全国各区域电网发电量、发受电量完成情况

表2用电量及最高用电负荷统计区域/(亿用电kW量·h)比同/期%增长最高/万用电kW负荷西北139.1311.532173华中374.9214.886368华东609.6815.0910298华北579.4018.0010483东北204.7812.433182区域/(亿发电kW量·h)比同/期%增长出最力高/万发电kW频时率间越/s限西北141.7810.91221024华北572.9417.36103520华东552.2712.2396600华中364.6413.1763780东北207.7614.07325821表1发电量及频率越限时间统计全国各区域电网发电量、发受电量完成情况~~…     

基于谈判博弈的三峡梯级蓄水期多目标调度

汛后蓄水期是三峡梯级防洪向兴利调度转换的重要时间窗口,不合理的蓄水调度将对梯级防洪、发电兴利、生态效益造成不利影响。本文以发电量最大、防洪库容占用比最小以及修正流量偏差最小作为三峡梯级蓄水期调度目标构建优化调度模型,进而引入谈判博弈模型将各个调度目标作为不同谈判主体,通过逐步缩减各调度目标期望效益值进行多轮谈判,最终得到纳什均衡调度方案。实例计算表明,应用谈判博弈模型能够求解得出三峡梯级蓄水期不同调度主体的最优蓄水调度方案,同时该蓄水调度方案也能够达到其他调度主体期望效益值,被其他目标主体所接受。研究成果可为三峡梯级多目标调度决策提供新的思路。     

流域水库群联合防洪优化调度通用模型研究

为提高流域水库群联合防洪能力,针对水库群与区间河道组成的流域防洪系统抽象了流域通用防洪系统的结构特征,建立了满足水库安全约束下以保障下游地区安全为目标的流域水库群联合防洪优化调度通用模型,分析了防洪控制点的来水组成特点及水库泄流量在防洪控制点的响应规律,并在此基础上设计了一种基于动态规划-逐步优化算法（DP-POA）嵌套算法的流域水库群联合防洪优化调度高效求解方法。以汉北河流域某场特大洪水为研究实例,计算结果显示经优化调度后各防洪控制点洪峰较常规调度下洪峰依次削减了24.32%、12.05%、9.34%,所提模型计算的水库群联合防洪优化调度过程体现了水库防洪的“预泄”策略与“错峰”策略,具有一定的应用参考价值。