径流贝叶斯概率预报在水库发电优化调度中的应用

为了充分考虑降雨、径流预报的不确定性和降低水库发电调度模型的复杂性,采用贝叶斯概率水文预报系统(BFS)耦合降雨预报的不确定性和径流预报模型本身的不确定性来定量描述径流预报的不确定性,发布径流确定性预报、概率预报和概率预报期望值;结合随机动态规划(SDP)模型和贝叶斯随机动态规划(BSDP)模型来制定发电调度图;以浑江桓仁水库流域为背景,采用美国国家天气局的全球预报系统(GFS)发布的10d降雨预报信息作为预报模型输入,模拟桓仁水库的发电调度过程。模拟结果表明基于径流贝叶斯概率预报的水库发电调度能有效提高水库的发电效益和保证率。     

广东粤电水电厂群防汛调度决策系统

为提高水电厂的防洪、抗洪能力，指导水库做好预报、调度、防汛决策等工作，建设了粤电水电厂群防汛调度决策系统。该系统由粤电中心站和所属8个水电厂分中心站组成，是一个集实时数据采集与处理、水务计算与管理、水文资料整编、水库水文预报、水库防洪调度、水库优化调度、防汛业务管理等功能于一体的水电厂群防汛调度决策系统。文中简要介绍该系统的建设过程、网络结构、系统功能及应用情况。     

流域有众多小水电站的锦江水库降雨径流预报

根据降雨径流相关原理,结合锦江水库流域地理环境、水文、气象、上游小型水电站众多特点,将该流域划分为8个单元区,并在各单元区建立一个虚拟水库,代替众多小水电站调节水量的水库降雨径流预报模型,应用于锦江水库水文预报系统。2008年至今共6年的入库流量短期预报实践证明,该模型预报精度高,在水库防洪发电、水库调度应用中效果优良。     

基于Transformer的智能洪水预报模型及其应用研究

万安水库是赣江流域以发电为主的大型控制型水库,其洪水预报准确性将影响赣江流域的防洪以及发电调度决策。基于Transformer网络建立入库洪水预报模型,对万安流域不同区域分区设计三种预报方案,经实际洪水预测结果表明,输入降雨和径流数据越完整,Transformer模型可以较好模拟入库洪水过程,达到较好的水文预报准确度,是大型流域洪水实时预报的有效工具。     

利用长期气象预报资料进行水库优化调度

黄龙滩水电厂位于汉江流域上游的堵河干流上,坝址流域面积11 140 km 2,多年平均径流量60.2亿m 3.利用历史资料和现有气象预报条件,建立降雨径流之间确定性模型,利用中长期降雨预报资料来推求径流,再引用动态规划法计算和制定长期调度计划,选用丰水年(2000)巫溪气象台、枯水年(1999)十堰气象台两个代表年份的预报降雨资料推求水库径流过程,应用动态规划法编制水库优化调度计划,与综合法编制的水库调度计划以及实际调度过程作对比分析.预报法编制的优化调度计划较综合法更为科学合理,能够指导生产实践.     

基于数值预报模式的柘溪水库流域径流预报系统

水库的优化调度运行需要依赖预报准确率高、预见期长的径流预报结果。现有的柘溪水库流域径流预报系统由于未考虑水库流域未来时段的降水过程,径流预报的预见期和准确率无法满足汛期优化调度的要求。为此,在分析柘溪水库流域的水文和气候特征基础上,提出了数值预报模式和水文模型的耦合预报框架,设计了基于数值预报模式的柘溪水库流域径流预报系统架构,阐述了系统的主要功能与逻辑结构。通过系统的应用,可为提高汛期洪水的利用率、减少弃水、提高发电和防洪效益提供重要决策支撑。     

中国水库优化调度的成就与展望

简要分析了目前水库优化调度工作的主要成就与措施,阐述了代表中国水库优化调度技术水平的水电厂水情自动测报系统建设和电网水电调度自动化体系的应用状况.提出了"加强基础理论研究、不断提高水文预报技术水平,加强巨型电站和超大规模梯级电站群的调度管理,建设智能化的水电调度技术支持体系和制定国家相关政策、法规"的建议.     

基于多尺度天气预报技术的水库流量预报平台应用研究

本文基于黄龙带水库防洪发电的实际需求,将多尺度的实时天气预报及其不确定性与洪水预报和水库调度相结合,通过机器学习等技术建立基于多尺度天气预报的洪水预报模型和水库优化调度模型,在此基础上构建一套集降雨预报、洪水预报到调度为一体的洪水预报和水库调度平台,为相关地区和部门开展水库调度决策和风险评估提供理论支撑。     

基于人工智能技术的洪水预报调度模型关键技术与应用

文章基于人工智能技术中的神经网络算法构建适宜本地区的洪水预报模型,利用遗传算法进行资源优化配置,科学合理开发水库预报调度系统,以完成流域内雨量、水位、流量等水文、气象参数的实时收集、处理和联机预报,实现防洪排涝、发电、航运、灌溉等优化调度。     

水库通用洪水预报与调度系统平台研究

辽宁省现有大型水库30座,中型水库77座,小型水库800多座。水库的洪水调度和决策支持系统对于防洪安全至关重要。针对目前辽宁省中小型水库洪水预报调度情况,本系统的开发就是建设一个平台,在现代互联网数据采集传输的基础上,实时采集降雨、流量、水位等水文资料,根据相对应的预报系统模型进行洪水预报,并与水库洪水调度结合,快速给出水库调度决策的优化方案,供决策者选择。目标是在汛期防汛调度中,水库上下游洪涝灾害损失最小化,流域范围内水库综合效益最大化。本平台具有通用性,在乌金塘水库调度中已经成功运用2年,对于其他同类水库,只需根据水库具体条件再做些针对性的修改,即可快速地投入运行。     

短期降雨预报失误对安康水库防洪预报调度的影响

针对应用短期降雨预报信息实施水库防洪调度问题,研究降雨预报失误对水库调度的影响。以安康水库为例,分析了未来24 h短期降雨预报精度及分布规律,利用贝叶斯定理,计算考虑降雨预报信息的防洪调度风险发生事件寄予各个量级降雨预报失误造成的概率。结果显示:在当前的降雨预报水平下,安康水库利用不同量级降雨预报信息实施防洪调度时,Ⅰ量级(预报无雨) 降雨预报失误对水库调度影响不大,可用于指导水库优化调度;Ⅱ量级(“预报小雨”)降雨预报失误对小洪水调度影响较大;Ⅲ量级(预报中雨及以上)降雨预报失误对大洪水调度影响较大,可作为汛期水库优化调度的参考指标。     

飞来峡水利枢纽洪水预报模型研究

飞来峡水库的洪水预报和调度在北江流域的江河水库联合调度中十分重要，因此研究其洪水预报模型具有重要的意义。该模型设计分为上游干流及支流的流域降雨径流模型、区间的降雨径流模型和一维干流河网洪水演算动力学模型，其参数率定达到《水文情报预报规范》的甲级标准。     

基于预报调度规则的云峰水库特大洪水调度研究

针对当前极端天气频发的形势,对极端暴雨洪水进行准确预报、合理调度是水库调度管理不可回避的问题。以应对云峰水库流域特大暴雨洪水、提前建立预报及调度预案为目标,基于现有的预报方案及精度,将云峰水库防洪调度规则中引入累积净雨量判别指标,提前预报入库洪水,采取预泄手段提前腾空库容,消纳入库洪水,使整个泄洪的流量过程比较平缓,并对典型年及各频率设计洪水过程线的洪峰值与对应的累积净雨量进行了相关分析。研究表明:洪峰滞后于净雨量峰值约18 h,同时累积净雨量与洪峰流量呈较好的线性相关性;采用累积净雨量作为防洪调度的判别指标可以延长调度的预见期,并提高防洪与兴利互相结合的程度。研究成果为优化云峰水库特大洪水调度方案创造条件。     

克孜尔水库洪水调度系统在防洪减灾中的应用

克孜尔水库洪水调度系统的建设基本可实现水、雨情信息自动采集,及时准确地预报洪水,并迅速拟提水库调度方案,为各级防汛指挥部门决策提供重要技术支持.结合洪水预报应用实例分析证明了洪水预报成果的科学准确性,同时也总结了该系统运行管理中存在的问题,就提高洪水预报精度提出了改进措施.     

Topmodel在故县水库入库流量预报中的应用

Topmodel模型是以地形为基础的半分布式流域水文模型,被广泛应用于流域水文模拟中,并认为是一个相当成功的流域水文模型.本文介绍了该模型已有的应用成果和基本原理,并以故县水库入库(卢氏站)流量预报为例,探讨模型在较大流域的应用.计算结果表明:模型在故县水库入库流域具有较强的适用性,可以用于该水库汛期的入库流量预报,为水库的安全运行和优化调度提供技术支持.     

Investigation of Rainfall Forecast System Characteristics in Real-Time Optimal Operation of Urban Drainage Systems

This study investigates the role of rainfall forecast system characteristics in predictive real-time optimal operation (PRTOP) of urban drainage systems (UDSs). A simulation-optimization model is proposed integrating the stormwater management rainfall-runoff simulator, the harmony search optimization algorithm, and a rainfall forecasting module. This module generates different rainfall forecast scenarios depending on the forecast (time) horizon (FH) and the forecast type (perfect or imperfect). Five adaptive PRTOP models are compared to evaluate the relationships between the FH, forecast type, and the system’s relative regulating capacity (SRRC). The models are tested in a part of UDS of Tehran, capital of Iran. Results indicate that for the studied system, perfect knowledge of future rainfall is more beneficial for a specific range of the SRRC, equal to 80–90% of its upper bound. Besides, the performance of the PRTOP model improves with increasing the FH up to a certain point, and then having no further positive effect. Finally, the PRTOP model equipped with a hypothetical forecasting model where the forecast error is a nonlinear function of the forecast lead time still performs better than both a zero-FH reactive RTOP model and short forecast horizon PRTOP models.

     

分布式水文模型结合雷达测雨用于三峡区间的洪水预报

长江三峡区间因暴雨形成的洪水峰高量大, 对三峡水库防洪安全和运行调度的影响不容忽视。依据三峡地区的地形地貌特征,采用基于 GIS的分布式水文模型来模拟区间洪水过程,以尽量减小洪水预报中的不确定性。研究表明 ,降雨信息缺失是洪水预报不确定性的主要来源,尤其是在雨量站稀疏的山区,雨量站观测 的降雨信息难以充分表征降雨空间变化。为此,进一步尝试利用雷达测雨数据作为分布式水 文模型的输入,通过对2个小流域的示例研究,结果表明雷达测雨能捕获降雨的空间分布, 它与分布式水文模型相结合,是提高洪水预报精度的有效途径之一。     

耦合整体预报不确定性的水电站短期优化调度模型

以确定性预报径流为输入的水电站短期优化,受到预报不确定性的影响,会导致制定的运行方案与实际执行结果产生偏离,造成弃水或出力不足风险。为此,从水电站短期发电计划的编制过程出发,为编制优化运行方案,分析预报径流序列不同时段之间预报不确定性的关联,从而将短期径流预报序列各时段的预报不确定性耦合为一个整体,创新性地建立耦合整体预报不确定性的水电站短期优化调度模型。同时基于所提出的新优化模型,以锦西水电站为例进行实例研究,分别从实际总发电量和贴近度两个方面分析与评价新模型在效益和风险两个方面的优势,并将所建新模型与传统的确定性优化模型进行比较。结果表明,相较于传统确定性优化模型,本文所建立的新模型能够有效增加实际发电量、提高发电计划可靠性,可为水电站短期发电运行的实践提供有效参考。     

石泉水库天气预报调度模型研究

为了充分利用洪水资源,增加发电量,结合石泉水库流域洪水、调度资料和陕西省气象台7日滚动天气预报,尝试建立可调节水库天气预报调度模型,延长洪水的预见期,提高水电企业的经济效益。此方法的创新在于天气预报和水文预报、调度的耦合,依据大量历史水雨情资料分析,将其建立关系,实际应用时直接采用该关系进行调度。成果丰富和发展了现有水库精细化调度的方法,为水库开展预报调度提供了科学依据。