基于短、中期径流预报信息套接的水库群发电优化调度模型研究

在水库发电调度决策中，考虑径流预报信息是提高水库群发电效益减少弃水的有效措施。目前通过数值气象预报信息已可获得流域未来10天预报降雨量，但降雨预报信息和径流预报模型随预见期延长不确定性增加，即直接采用10天径流预报信息将会给水库发电调度决策带来较大的不确定性，而只采用预报较准确的短期预报信息又会缩短调度的预见期。因此本文首先以美国全球预报系统（GFS）发布的浑江流域未来10天预报降雨信息来预测未来前5天和后5天径流量，并将前5天预报径流视为较准确的部分，而后5天预报径流视为不确定性较大部分，然后采用聚合分解贝叶斯随机动态规划模型为浑江梯级水库群制定前5天和10天的预报调度图，最后以5天为调度时段向后滚动决策未来5天发电和10天发电计划。模拟调度结果表明该模型充分利用了预报信息，并有效提高了发电效益。     

考虑预报不确定性的水风光互补系统两阶段决策研究

【目的】水风光资源长期预报精度有限,如何应对风光出力和径流的不确定性是充分发挥多能源协同优势的关键,为此,提出考虑预报不确定性的水风光互补系统两阶段决策方法。【方法】将互补系统长期调度多阶段决策划分为包含面临时段和余留期的两阶段决策,通过余留期能量曲面表征余留期不同库容条件与未来风光出力及径流所能产生的发电效益;讨论不同预报水平下水风光资源预报信息的利用方式,提出余留期能量曲面确定方法,并分析预见期利用长度对互补系统效益的影响,确定最佳预见期利用长度;以基于调度图模拟的互补系统调度结果作为对照,评估不同预报水平下两阶段模型的适用性。【结果】选择雅砻江下游水风光互补系统进行实例研究,结果显示：(1)两阶段模型中基于径流序列映射模型的预报信息利用方式能较好地表征余留期效益;(2)随着两阶段决策模型预见期利用长度的增加,预见期的边际效应显著降低,互补系统最佳预见期利用长度为3个月;(3)与调度图相比,两阶段模型推迟水库蓄水和消落时机并加深消落程度,使得发电效益和出力可靠性在预报水平较高时整体高于调度图。【结论】结果表明：两阶段决策模型能够灵活结合多个预见期的预报信息,实现有限预报信息下的互补...     

基于BP神经网络的旬降雨径流相关预报模型

参照流域暴雨与径流相关的特点,以实际的旬初土壤蓄水量、旬降雨量为输入条件,以实际的旬径流量为输出条件,建立BP神经网络旬降雨径流相关模型.实例表明,模型结构简单,可操作性强,利用该模型进行的旬径流预报具有较好的模拟精度,并为利用旬降雨预报信息实施旬径流中期预报奠定了基础.     

长期水文统计预报方法在长江大通站径流预报中的应用

目前以气象要素作为预报因子对水文变量(如径流量)做出预报是常用的一种长期预报方法。介绍了以北半球500hPa高度(H500)、100hPa高度(H100)和西太平洋海温(SST)三个气象场要素作为预报因子，采用逐步回归分析方法，对长江大通站的月径流量、7—10月份的径流总量做预见期为一年的预报。结果表明，建立的统计预报方案满足精度要求，可供实际预报工作参考。     

径流预报的模糊推理方法

径流预报是一项重要而十分复杂的工作。根据模糊控制理论，不考虑与径流相关的各个因子。只在已知径流资料基础上用模糊特征展开推理法进行径流预报。将已知的ｍ年的径流资料作输入，建立前ｍ年预报因子模糊集与第ｍ＋１年待预报因子模糊集间的模糊关系，用模糊推理法输出第ｍ＋１年的径流量，将输出的信息进行综合判决，以确定待预报的第ｍ＋１年的径流结果。通过以漳泽水库１９５２年至１９８１年３０年的年径流资料作输入，预报１９８２年至１９９１年１０年的年径流。预报的结果为：１９８４年、１９８６年、１９８７年、１９９１年年径流量小于１００００万ｍ￣３，结果与实际相符；１９８２年、１９８５年、１９８８年、１９９０年年径流量在１００００万ｍ￣３至２００００万ｍ￣３区间内，结果与实际相符：１９８３年、１９８９年预报结果稍有误差。预报正确率达８０％。     

基于月年混合径流量的预测控制模型

提出了一种用于长期水电调度的模型，该模型是在预测控制的框架下利用了月年混合径流的预报法，径流量的预报数据长达3 a，包括了在接近现实的较小的范围内波动的月径流量，以及在优化范围内的年径流量。该模型的仿真测试是以一个具有历史径流量的单一的热水库系统作为仿真环境。仿真结果与现有的基于月径流预测的随机动态规划方法相比后，显示出混合模型在长期水电调度的决策过程中是一种很有效的方法。图3幅，表2个。     

紫坪铺水库入库径流年际变化特征分析

研究紫坪铺水库入库径流特征,对于充分发挥水库综合效益、保障都江堰灌区和成都市用水安全具有重要意义。基于岷江上游紫坪铺水文站1937~2016年的年径流资料,尝试采用Mann-Kendall法、Pettitt法、Morlet小波分析法检验径流量时间序列,并据此综合分析了紫坪铺水库入库径流年际变化特征。结果表明:1937~2016年紫坪铺径流量总体上呈下降趋势,并且存在5 a、13 a、24 a左右变化的显著周期性。建议在进行中长期年径流预报时采用13 a做建模数据依据;同时,由于年径流量在1949年发生了突变,因此应尽量避开1949年,以免影响预报精度。     

PSRM模型及其在大伙房水库中的应用研究

本文在分析径流物理成因的基础上建立一个旬降雨与旬径流非线性相关模型,并将该模型应用于大伙房水库流域。模拟预测结果表明,该模型模拟精度高,模型结构简单,可操作性强,为应用美国的GPS预报系统和中国气象局的213模式10-15d降雨预报信息,预报旬径流量提供一个有效方法。     

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。     

旬降雨径流非线性模型及其应用研究

通过分析旬降雨、旬初土壤蓄水状态、旬径流信息之间的关系,借鉴短期降雨径流相关模型的思想,建立了一个旬降雨─旬土壤蓄水量─旬径流的非线性相关模型.将该模型应用大伙房水库流域,模拟预测结果令人满意,结果表明该模型简单,可操作性强.将为应用美国的GFS预报系统和中国气象局的213模式10～15 d降雨预报信息,预报旬径流量提供一个有效方法.     

耦合中期、长期径流预报的跨流域引水受水水库调度图研究

针对跨流域引水工程受水水库如何提高引水有效性的问题,本文基于参数-模拟-优化模型(PSO),研究耦合中期、长期径流预报信息的跨流域引水受水水库调度图。结合碧流河水库实例研究,提出利用长期径流预报修正调度图引水上下限及采用"库容+中期径流预报"制定引水决策的方法。通过比较多种预报调度图的模拟结果及调度风险分析,论证耦合中期、长期径流预报调度图的合理性。结果表明:应用耦合长期、中期径流预报信息的调度图可有效减少跨流域引水量,提高水资源利用率,且相比仅考虑长期径流预报的调度图降低了缺水风险。     

新安江模型在乌鲁木齐河径流模拟中的运用

为提高乌鲁木齐河流域水文预报的准确性,运用有融雪结构的三水源新安江水文模型对该流域进行径流模拟。模型采用蓄满产流的原理,为使模拟结果更接近实际,利用地理信息系统(GIS)对流域的DEM数据划分高程带并提取出水系,同时,依据模型参数的物理意义对水文模型参数进行优选。研究结果表明,模型的模拟精度合理,径流平均误差和径流量的相对误差均较小,相关成果可为乌鲁木齐市水资源管理规划提供依据。     

地下径流的对数分割法

根据水质点的主要行径路线,可以将一场洪水分为地表径流和地下径流两部分。在水文计算和预报中,目前常被采用,且较为简单的方法是斜线分割法,该法在起涨点到地表径流终止点之间连一直线,认为直线以上是地表径流,以下是地下径流。这种方法比较粗糙,它只能大致确定地下径流总量,不能求其过程,在实际操作中,地表径流终止点的确定,往往因人而异。本文以地下径流的基本原理为基础,通过联解经改进后的地下水库蓄泄方程和水量平衡方程推导出地下径流的分割公式,不但可以分割场次洪水,求出其地表和地下径流量及其过程,而且可以预报长期的枯季径流量,还避免了地下径流分割中的任意性。     

基于余留期效益函数的水光互补随机优化调度方法

针对多能互补模式下水库调度面临径流、新能源出力等多重不确定性叠加影响，以及如何协调近期效益和远期效益的最优余留库容等关键问题，提出了一种基于余留期效益函数的水光互补随机优化调度方法。结合数学期望模型提出了水光互补调度两阶段随机优化决策框架，基于水库调度的周期性马尔科夫特性，采用逐步迭代方法对多能互补系统的余留期效益函数进行近似逼近，以实现有限预报信息条件下水库长期余留库容动态决策。以锦屏一级水光互补系统为实例进行验证，结果表明：余留期效益函数受光伏出力影响较小，而与余留库容、径流呈正相关有关系；随着调度时段从枯期进入汛期，余留期效益函数逐渐从线性曲面变为凸曲面；相较于常规调度方法，提出的调度方法多年平均发电量在率定期、检验期分别增加了2.70亿、2.51亿kW·h,在径流、光伏出力预报信息相对较小的条件下，能有效指导水光互补系统的长期调度运行。     

长江中下游洪水联机实时预报系统

长期以来，长江洪水预报一直采取手工作业方式，为了提高洪水预报的实时性、准确性和可靠性，长委水文局预报处与其他单位共同研制出长江中下游洪水联机实时预报系统，于１９９５年投入运用。该系统由预报作业、水情检索和系统管理三部分构成，融合了先进实用的模型理论、计算机信息技术和专家经验。实际运用中，采用预报实时校正的方法，由预报员对预报值进行比较分析后确认。系统试用结果表明：由于将计算机系统与预报员作业连为一体，提高了成果质量和工作效率，将实时跟踪能力强的ＣＲＦＰＤＰ模型投入作业运行，提供了分析预报结果合理性的有力工具；利用预报员的经验，注重对模型预报值的可靠性和可能的偏差方面分析是非常必要的。另外针对系统数据库管理问题，提出了研制新的洪水预报系统的设想。     

神经网络技术在水文系列中长期预报中的应用

运用人工神经网络技术的基本原理，以降雨量作为基本影响因子，建立了流域年径流量的神经网络预报模型。在建模过程中，为保证计算快速收敛，重新定义了权重增量的计算公式。从两个流域的应用实例资料验证表明，模型基本合理、可靠，具有较好的适应性和预报精度。由模型计算结果可以看出，将人工神经网络技术应用于流域年径流量的预报研究，是以系统的观点将降雨与径流作为输入和输出联系起来，它可为流域径流的中长期变化预测提供一条崭新而有效的途径。     

新丰江水库月径流长期预报的EOF迭代方案

经相关普查发现，500hPa、100hPa高度场和北太平洋海温场与新丰江水库的月径流量有着一定的相关性，当环流异常发展，海温明显偏低时，降水较多，水库来水量偏丰.在统计分析的基础上，建立了该水库月径流预报EOF(Empirical Orthogonal Function)迭代方案。预报结果表明，EOF迭代方法在月径流长期预报中具有明显的应用价值．     

水库月径流中长期预报系统的开发研究

结合月径流中长期预报模型对水文气象资料的要求，建成了水文气象资料数据库和一套可供实用的月径流中长期自动预报系统。该系统在实际应用时，用户将水库建站以来的月平均入库流量和新的水文气象资料追加到数据库中，该系统程序即可自动进行计算并给出预报决策值。     

拉林河磨盘山水库“070801”洪水预报作业分析

文章所述作业预报是依据<磨盘山水库实用洪水预报方案>,同时考虑水库建成后入库径流过程的变化.由于水库建成后改变了天然河道的水面坡降,水面面积增加加大了水面蒸发量,通过水库大坝合拢后多次径流预报成果与还原成果,实际值与通过方案直接查得值偏小20%左右,故每次通过预报方案作出的径流量预报削减20%后作为预报结果,最后根据泄流量推求最高库水位.     

基于小波分析—模糊神经网络的径流预报模型

根据不同的小波分解及重构技术及不同的模糊神经网络模型训练周期,本文提出了四种小波分析与模糊神经网络相结合的径流预报模型,即：基于Mallat算法的母周期径流预报模型、基于Mallat算法的子周期径流预报模型、基于小波包算法的母周期径流预报模型、基于小波包算法的子周期径流预报模型,并阐述了模型建立的原理、结构及步骤。而且,以黄河源区出口水文站——唐乃亥站月径流量为应用实例,采用周期分解系数及模拟效率系数对上述四种模型进行对比评价。结果表明：基于Mallat算法的母周期径流预报模型预报效果最好,基于小波包算法的子周期径流预报模型则模拟效果最差。文中对导致这一现象的主要原因进行了分析, 并对小波分析及模糊神经网络在水文模型中的应用提出了合理化建议。