POA算法在水库水沙联合调度中的应用研究

为使水库保持最佳的发电效益,同时又能最大限度地保留有效库容,利用多目标规划方法构建了水沙联合调度多目标规划模型,模型由水库优化调度模型及泥沙冲淤计算模型两部分组成,通过水位参数的传递实现子模型的结合,并利用改进逐步优化算法对模型进行求解。以三峡电站的实际数据为例进行了计算,结果表明模型得到的数据合理、计算速度快,为研究水库泥沙问题提供了重要依据。     

水库水沙多目标联合优化调度研究

针对水库运行中蓄水与排沙的矛盾,兼顾水库防洪、发电、航运及长期利用的综合运用目标,利用多目标决策方法建立了水库水沙多目标联合优化调度模型,即汛期采用分级流量原则控制水位运行,制定分级流量与对应的运行水位,通过水库发电调度与泥沙冲淤计算的耦合,计算在约束条件下水库的发电量、泥沙淤积量及长期综合效益。将该模型应用于三峡水库综合运行研究中,汛期按分级流量原则控制水位运行50年。计算结果表明,与原设计水位运行方式相比,汛期分级流量运行的综合效益增加6.324%、发电量增加5559%、泥沙淤积量仅增加0.148%,可见水沙联合调度的汛期分级流量运行方式能充分发挥三峡水库的综合效益。     

基于广义蚁群算法的梯级水库群优化调度

利用广义蚁群算法对梯级水库进行优化调度,采用以水量平衡方程为主要约束的随机自动生成方式生成初始蚁群,并利用惩罚函数法处理边界条件和其他非等式约束。实例结果表明,该算法搜索能力强、精度高、可靠、有效实用。     

基于多电网负荷趋势的梯级水电站群中长期联合优化调度

针对传统梯级水电站群联合优化调度中未考虑梯级送电负荷与所送电网负荷趋势相匹配的问题,考虑多电网负荷趋势,提出了一种基于逐步优化算法的多电网负荷过程拟合误差最小与中长期发电量最大的耦合模型。实例计算结果表明,该模型对梯级发电量及其与多电网负荷趋势的拟合均取得了较好的效果,可提高梯级水电站发电计划的实用性。     

改进POA算法在流域防洪优化调度中的应用

针对流域防洪优化调度问题,采用多维逐步优化算法,基于最大削峰准则下的最优决策,提出了两阶段逐步优化算法.实例结果表明,两阶段算法能较好克服单阶段算法不利解问题,并通过对第一阶段求解结果进一步优化,提高了防洪决策的合理性与可操作性,为流域水库群防洪实时优化调度提供了有效途径.     

基于PSO的水库群联合供水优化调度应用研究

针对水库群优化调度为水资源系统优化调度中的难点,分析了水库群优化调度存在的不足,提出了基于粒子群优化算法的水库群联合供水优化调度模型,并以余姚市陆埠-梁辉水库群为例进行应用研究.结果表明,粒子群算法能获得高性能的优化调度结果,可更好地发挥库群的综合效益,科学可行.     

基于向量夹角和最小的组合评价方法在水沙联合调度中的应用

针对水库水沙联合调度方案评价的复杂性及单一评价方法存在的局限性,以向量夹角和最小为优化目标,提出了基于向量夹角和最小的组合评价方法,并以溪洛渡和向家坝梯级水库为例,将该方法应用于水库水沙联合调度的非劣调度方案评价中。结果表明,组合评价方法的计算结果与各单一方法的计算结果相关程度高,可同时反映方案间的优劣次序及其相对优劣程度,其评价结果符合水沙联合调度的客观规律。     

溪洛渡、向家坝水库配合三峡水库对城陵矶防洪调度优化研究

长江流域发生流域性或中游区域性洪水时,城陵矶地区防洪形势严峻。为缓解防洪压力,提出了溪洛渡、向家坝水库配合三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位优化方法,并模拟计算了多个防洪补偿控制水位方案。考虑三峡水库对城陵矶地区按不超警戒水位、不超保证水位的两种防洪调度目标,提出了基于两种调度目标转换临界水位(调度目标转换水位)的防洪调度优化方法,通过调度模拟试验定量分析了不同调度目标转换水位对城陵矶地区防洪补偿调度的影响。结果表明,在不影响下游荆江河段防洪标准和不增加三峡库区淹没风险的前提下,三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位可由单库运用下的155 m提升至联合调度运用下的158 m;在上游溪洛渡、向家坝水库的配合下,调度目标转换水位可设置为150 m,从而减小中游地区应对中小洪水的防洪压力。     

基于混沌优化算法的梯级水电站水库优化调度

建立一种梯级水电站中长期水库优化调度模型,利用混沌优化算法对梯级水电站中长期水库调度问题进行优化计算.实例计算结果表明,该算法可求解复杂约束条件的非线性梯级水电站水库优化调度问题,精度高、收敛速度快,为求解梯级水电站水库优化调度提供了一种有效算法.     

基于逐步优化算法的水库防洪优化调度模型研究

建立了逐步优化算法(POA)水库防洪优化调度模型,并嵌入分段试算法以求出有效POA初始序列,对水库防洪调度进行研究,得出合理的优化调度方案,有效利用了防洪库容拦蓄洪水、削减洪峰、补偿调节、减免洪水灾害,以充分发挥水库的综合效益.     

基于改进烟花算法的汾河水库优化调度模型研究

针对水库多目标优化调度问题,采用改进的烟花算法求解带自适应罚函数的水库多目标优化调度数学模型。针对传统烟花算法爆炸半径计算方法在算法运行后期可能出现最优烟花爆炸半径为零的问题,引入自适应动态爆炸半径以平衡算法在解空间的全局及局部搜索能力;针对传统烟花算法位移变异操作的不足,改进其位移变异操作,以提高算法局部搜索的多样性。以山西省汾河水库为例,考虑无引调水和引黄入汾两种情景,分别给出不同情景下汾河水库的调度方案。实例结果表明,模型优化后的各月缺水率平方和比实际降低了66.13%;水库年总发电量比实际发电量提高了22.39%;引黄入汾调水工程的建立可进一步综合提高汾河水库的供水效益和经济效益。     

水库运行对径流—泥沙关系的影响分析

为研究水库运行对水沙关系的影响,以黄河上游龙羊峡水库为例,采用CEEMDAN方法对建库前后水沙序列进行多时间尺度分析,并与集对分析和信息熵理论相结合,分析水沙随机变化复杂性及水库运行对水沙关系的影响。结果表明,建库前水沙各序列具有较好的相关性,水库运行对多时间尺度下水沙关系影响显著;径流量、输沙量在短周期上以同一度和联系度为主,在长周期上以对立度为主,且水库运行后二者之间的同一度和联系度减小,差异度和对立度增大;水库运行后径流量与输沙量的熵值同步变化的关系被打破,二者之间熵值年际变化较稳定,说明水库运行改变了水沙同步变化的关系。     

三种水库优化调度方案实施模式的对比研究

为研究水库优化调度方案在水位、流量及出力控制模式下的实施效果,以发电量最大为目标建立优化调度模型并求解,选取发电效益、水位越限风险率及弃水量构建评价指标体系,对不同水库运行工况下的调度方案实施过程进行仿真计算,并评价其实施效果。小漩水电站的实例应用结果表明,水位控制模式对应的水位越限风险率最低,但弃水量最大导致其发电效益最差;流量控制模式与出力控制模式对应的水位越限风险率相差不大,但出力控制模式弃水量更少,发电效益更高。因此,出力控制模式可作为调度方案实施过程中的首选模式。     

水库长期发电优化调度的不确定性分析

为了解水库调度中不确定因素对水库长期发电优化调度的影响,以三峡水库为例,根据确定性系数与预报误差的关系对入库径流过程进行随机模拟,应用三角分布和正态分布描述水力不确定性的影响,不同时期选取不同的调度起调水位,运用动态规划法进行水库发电优化调度,将其结果与优化调度和常规调度结果进行比较,得出入库径流的预报误差、出库泄流能力和起调水位的变化等三个不确定性因素对水库长期优化调度的影响较大,而水位库容曲线的不确定性对结果的影响较小。并以确定性系数0.9、变异系数0.1和起调水位145m为例,综合考虑了各项不确定性因素对三峡水库长期发电优化调度的影响。结果表明,多年平均发电量减少0.94×108kW·h,这与三峡水库实际运行情况相符合。     

基于改进遗传算法的水库群防洪优化调度

为解决标准遗传算法(SGA)在处理高维复杂问题中寻优能力不足、计算时间过长、易早熟的问题,首先改进映射规则,仅选择部分决策变量进行编码,采取新的映射规则将其解码映射至解空间,实现高维问题的降维;其次使用针对不同约束条件的自适应罚函数对算法收敛性进行改进;最后以北方某流域并联水库防洪调度为例,建立防洪优化调度模型,并运用改进遗传算法进行求解。结果表明,该方法在解决高维复杂水库群防洪优化调度问题时具有求解速度快、寻优结果好的优点,有一定的实用性。     

集对综合评价模型在水库优化调度方案决策中的应用

水库优化调度方案决策是具有多目标、多属性的复杂决策过程。应用集对分析同一度综合评价模型对洮河九甸峡水库11个调度方案进行决策优选,经分析检验结果合理,且计算简便、实用,是一种有效的决策优选方法,对决策者有很好的指导作用。     

中小洪水调度对三峡水库泥沙淤积的长期影响

当前中小洪水调度对三峡水库淤积的影响尚局限在短期过程,且年内各种调度方式影响叠加,很难单独区分中小洪水调度的影响。为了解长期实行中小洪水调度对三峡库区泥沙淤积的影响,基于一维水沙数学模型,计算分析了有、无中小洪水调度情况下三峡库区泥沙淤积过程、分布特征及防洪库容保留状况。结果表明,长期实施中小洪水调度情况下,三峡水库泥沙淤积增加,影响集中在变动回水区下段及常年回水区,淤积三角洲向坝前推进较无中小洪水调度情况慢;水库达到初步淤积平衡的时间推迟约50年,平衡淤积量增加约19%,防洪库容损失约3%。     

基于Mike21的水库联调水质预测及影响分析

近年来,城市化、工业化的发展使得城市对水资源的需求日益增加,为解决城市用水紧张,水库联合调度已成为新的应对措施之一。不同水库水质及污染物来源不同,导致联调水质风险陡增。为分析水库联合调度后水库间水质的相互影响,利用Mike21水动力—水质模型,模拟上游水库不同水质的调水对下游库区的影响,并预测其分布情况。结果表明,调水工程实施后受水水库总体水质较工程未实施前变差,除TP、TN浓度受水库初始浓度影响不能满足要求外,COD和氨氮浓度均较低;上游调水水库水质好坏直接影响下游水库坝址处的下泄水质。水库水质的模拟结果可为水源地的保护及水库的污染治理提供依据。     

水动力调控三峡库区支流水华方案初步研究

针对三峡水库蓄水运用后支流库湾春季水华频现问题,利用MIKE 21模型建立了香溪河—三峡库区整体平面二维水动力数学模型,对春季不同水文条件下香溪河口回水区的流速进行了数值模拟。计算结果表明,三峡水库单独调控时,小于香溪河库湾水华的临界流速0.05 m/s,而支流水库单独调控时,在丰水年香溪河口流速可大于0.05 m/s,仅利用三峡水库小幅度水位变动(0.6~1.0 m/d)对支流库湾流速的改善效果十分有限,而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调控效果明显,可适度控制三峡库区支流库湾水华的爆发。