梯级水库防洪优化调度的动态规划模型及解法

建立了梯级水库防洪调度优化模型,采用马斯京干方程模拟梯级水库间洪水流动,模型是一类有后效性的动态规划模型,讨论了相应原解法,提出了一种简化多维动态规划递推解法,模型合理,能给出有价值的结果,提出的方法快速可行,是一种新的有效的解决这类问题的方法。     

东武仕水库防洪调度优化

根据东武仕水库上下游的设计洪水,结合水库的防洪标准和防洪调度原则,采用动态规划的方法,建立东武仕水库防洪调度模型,得出适合东武仕水库及其下游防护对象的防洪调度方案.     

考虑入库洪水随机过程的梯级水库防洪优化调度

针对梯级水库防洪优化调度求解过程中存在的入库洪水过程的随机性,以及优化调度模型求解的复杂性这两方面的问题,建立了基于Copula函数的梯级各地区洪水的联合分布函数,通过随机模拟方法得到梯级水库的入库洪水过程;建立了梯级水库防洪优化调度模型,并提出了基于并行搜索思想的PDP算法进行求解。清江梯级水库实例研究结果表明,基于Copula函数的随机模拟方法,能充分考虑洪水地区组成方式的多样性和随机性,从而能模拟对梯级防洪调度最不利的情况;PDP算法比文中其他算法更容易收敛到全局最优解;较常规调度,梯级水库防洪优化调度可进一步降低下游地区的防洪风险。     

水库防洪调度问题探讨

阐明了水库防洪调度的基本任务,揭示了水库调洪过程涉及的若干基本问题,分析了防洪补偿调节及错峰调度方式的应用条件,提出拦蓄洪尾运用方式的风险分析方法,并探讨防洪优化调度与实时调度相联系的途径。     

隔河岩水库确定性优化调度规律

以径流的确定性描述为基础，以考虑保证出力约束的发电量最大作为目标函数，应用动态规划法研究提出了隔河岩水库确定性优化调度规律。     

考虑闸门实际运行的雅砻江下游梯级水库联合防洪优化调度

针对当前梯级水库防洪调度侧重以水库为基本单元的算法研究且较少考虑闸门实际运行的问题,提出了基于闸门运行调度规则和多步次逐步优化 (MSPOA) 算法的防洪调度模型。根据水库实际情况建立闸门数字化代表性组合策略,采用MSPOA优化计算各梯级水库的泄洪流量,应用二分法在组合策略中进行快速定位,通过二次计算确定各道闸门的准确开度进而实现泄洪流量的闸门分配。对两场典型洪水的优化结果显示,MSPOA计算时间较POA分别减小43.2%、64.0%,收敛速度更快,且能有效克服局部最优缺陷;配合组合策略进行闸门调度,满足了实际要求,提高了计算效率,具有很好的实用性和可操作性。     

小型水电站水库优化调度新模型探讨

针对目前水电站水库优化调度计算中,电站出力系统和水头损失近似取值计算导致优化计算结果并非真正最优的问题,提出了小型水电站水库优化调度新模型,该模型以水库优化调度模型为主模块,以水电站厂内优化运行为子模块,在用动态规划求解主模块过程中,调用水电站厂内优化运行于模块,由于子模块以机组的实际动力特性为依据,而且将电站引水系统和尾水系统由于机组组合方式不同所出现的不确定因素纳入优化设计之中,可有效地解决电站出力系统和水头损失近似计算的问题,且计算结果更加准确,可靠。     

小型水电站水库优化调度新模型探讨

针对目前水电站水库优化调度计算中 ,电站出力系数和水头损失近似取值或计算导致优化计算结果并非真正最优的问题 ,提出了小型水电站水库优化调度新模型 .该模型以水库优化调度模型为主模块 ,以水电站厂内优化运行为子模块 .在用动态规划求解主模块过程中 ,调用水电站厂内优化运行子模块 .由于子模块以机组的实际动力特性为依据 ,而且将电站引水系统和尾水系统由于机组组合方式不同所出现的不确定因素纳入优化设计之中 ,可有效地解决电站出力系数和水头损失近似计算的问题 ,且计算结果更加准确、可靠     

综合利用水库优化调度模型研究

针对综合利用水库的特点,从充分利用水库资源的角度出发,建立了以弃水量最小为目标的优化调度模型,并对此模型采用了变步长增量动态规划方法求解。在求解寻优过程中,利用了前期研究成果的优化调度线做为初始壮态序列,并逐次迭代,直到逼近最优决策序列和最优状态序列。通过实例计算表明,所建立的这种模型是合理的。这一模型在寻求 水库弃水量最小的同时,也增加了灌溉、发电、供水方面的效益,为综合利用水库的优化运行提供了依据。     

三峡水库与清江水库群联合防洪优化调度

针对三峡和清江梯级水库群防洪补偿联合调度问题,建立了梯级单独和水库群联合防洪优化调度2种数学模型,运用改进的逐次渐进优化算法,引入动态惩罚函数处理约束条件,遵循"优化-验证-调整"的算法流程迭代求解.选取1954、1981、1982和1998年为典型年.结果表明:若选择最不利的1982年为典型年,荆江河段的防洪标准至少可分别提高到118年和136年一遇设计洪水;取4个典型年的调度结果平均值,则其可抵御的最大重现期设计洪水分别达到150、168 a.     

水库分期汛限水位动态控制研究

给出了分期设计暴雨、分期汛限水位和汛限水位动态控制的概念和确定方法 ,利用多变量AR(1 )模型随机展延理论 ,以门楼水库为例 ,展延了分期降水量序列 ,确定了各分期发生设计暴雨的频率及其组合频率 ,进而对汛限水位动态控制方法进行了说明 .     

时间最优开关控制的非线性规划方法

提出单输入非线性时间最优开关控制的非线性规划算法．针对不同的开关控制划分未知时间段，以时间段为变量建立与最优控制等价的非线性规划模型．构造每个未知时间段的等分龙格库塔格式，该格式不但不增加未知变量，而且可构造出不含导数的非线性规划算法．利用龙格库塔格式的收敛性和非线性规划的一阶最优性条件证明该方法的收敛性．最后以实例验证该算法．     

上游梯级水库安全隐患对城市防洪影响研究

以湖南省新晃县县城防洪规划为例，阐述上游水库存在安全隐患时对城市防洪规划的影响，为城市防洪规划提供理论依据。     

混合蚁群算法在水库群优化调度中的应用

针对梯级水库群优化调度问题的特点,建立蚁群算法求解多阶段最优化问题数学模型.把水库的运行策略转换为水库水位变化序列,通过一定的编码形式分别将其表示人工蚂蚁的路径.人工蚂蚁在满足一定的约束条件下,按预定的目标函数评价其优劣.针对蚁群算法在优化过程中出现搜索时间较长和早熟停滞现象,提出了具有变异特征混合局部优化算法的蚁群系统(MSA-ACS).然后将MSA-ACS和蚁群系统(ACS)分别用于求解雅砻江梯级优化调度问题,通过对优化结果和计算时间的对比分析,验证了改进方法的有效性.该改进方法获得了比较满意的解,不仅能提高蚁群算法的收敛性能,还能增强解的稳定性.     

水库群防洪优化调度模型研究

以澧水流域中上游的江垭、皂市及宜冲桥三库联合防洪优化调度问题为背景 ,建立了河道洪水演进方程与离散微分动态规划相结合的水库群防洪优化调度模型 ,提出了一种离散微分动态规划与马氏京根洪水演进相结合的大系统分解协调算法 .经计算分析 ,结果满意 .     

水库防洪调度中的可拓评价

水库防洪调度是一项多目标的复杂决策过程，本文基于物元模型和聚类分析，采用可拓排序分析方法。利用隐含决策者意图的推荐方案构造典域物元和节域物元，建立等级聚类的简单模型，通过可拓分析得到洪水调度方案的排序结果，实例分析讧明可拓分析方法是可行的。     

水库防洪调度中的可拓评价

水库防洪调度是一项多目标的复杂决策过程.本文基于物元模型和聚类分析,采用可拓排序分析方法,利用隐含决策者意图的推荐方案构造典域物元和节域物元,建立等级聚类的简单模型,通过可拓分析得到洪水调度方案的排序结果,实例分析证明可拓分析方法是可行的.     

梯级水库短期优化调度模型的精细化与GPU并行实现

反调节频繁以及水力联系关系处理困难一直是梯级水库短期联合优化调度模型中的重点和难点问题,为此本文提出一种基于组合POA（逐步优化）模型的梯级水库短期优化调度模型。该模型以逐步优化方法为框架,对梯级各库运行方式进行组合,形成多种梯级运行方案,最后通过POA求解,对比各方案结果,筛选出梯级水库最佳运行方案,完成对梯级水库的过程优化。对硕曲河梯级水库短期联合调度的结果表明,该模型能够快速地优化出符合水力联系且兼顾反调节的梯级水库运行方案,解决了梯级水库短期联合优化调度中反调节频繁以及水力联系处理困难的问题,提高了硕曲河流域水资源的利用率。

     

溪洛渡、向家坝水电站对长江中下游防洪作用分析

简述了溪洛渡、向家坝水电站的基本情况.针对长江中下游支流众多、洪水组成复杂的洪水特性,选取多种典型洪水进行长江中下游整体设计洪水的设计.阐述了三峡水库的防洪调度方式,并分析了溪洛渡、向家坝与三峡水库的联合调度方式,采用溪洛渡、向家坝与三峡水库联合调度和中下游江湖洪水演进数学模型,通过计算溪洛渡、向家坝水电站建成前后长江中下游遇不同频率洪水河道超额洪量的变化,分析溪洛渡、向家坝水电站对长江中下游的防洪作用.研究表明,三峡工程建成后,溪洛渡、向家坝水电站的建成将进一步减少长江中下游遇大洪水时的超额洪量,进一步改善长江中下游防洪形势.