基于混合粒子群算法的梯级水电站多目标优化调度

提出多目标混合粒子群算法以求解梯级水电站多目标联合优化调度模型。该算法采用混合蛙跳算法的分组-混合循化优化框架以增强算法的全局搜索能力;在族群内通过粒子群算法的飞行调整策略指导个体进化;同时,引入外部精英集,建立了基于自适应小生境的外部精英集维护策略,提高了算法的收敛性和非劣解集的多样性。最后将该算法应用于三峡梯级水电站多目标优化调度工程,计算结果表明,本文算法能够获得计算实时性强、分布均匀、收敛性好的调度方案集,并以此分析明确了调度目标间的耦合关系,可为梯级电站的多目标调度决策提供科学依据。     

基于混合粒子群算法的梯级水电站多目标优化调度

提出多目标混合粒子群算法以解决梯级水电站多目标联合优化调度模型求解的难题。该算法采用混合蛙跳算法的分组－混合循化优化框架,增强算法全局搜索能力,在族群内通过粒子群算法高效灵活的飞行调整策略指导个体进化,同时,引入外部精英集,建立一种基于自适应小生境的外部精英集维护策略,提高算法的收敛性和非劣解集的多样性。最后将该算法应用于三峡梯级水电站多目标优化调度工程应用实例,结果表明,本文算法能够获得计算实时性强、分布均匀、收敛性好的调度方案集,并以此分析明确了调度目标间的耦合关系,为梯级电站的多目标调度决策提供了科学依据。     

基于灰色关联度与理想点法的梯级水电站多目标优化调度方法

针对梯级水电站群调度目标间的协调问题,建立了多目标优化调度模型,提出了基于灰色关联度法与熵权理想点法相结合的迭代计算方法。应用灰色关联度法将多目标优化模型转换成多个单目标优化模型,并采用逐步优化算法求解,得到多目标优化数学模型的非劣解集,以熵权理想点法从非劣解集中选择最优解。澜沧江流域梯级水电站群的实例研究表明,该方法较好地处理了不同目标间、不同目标权重组合方案间双重多目标优化问题,为协调长期优化调度多目标间的矛盾提供了一种可行方法。     

基于混沌算法的水库群联合优化调度

利用混沌算法全局搜索能力强、求解速度快的特点,将混沌优化算法运用到水库优化调度中,建立了水库群多目标优化模型,并提出交互式的多目标优化模型求解方法.该方法利用混沌优化算法生成满足约束条件的可行集,再采用交互式决策偏好的方法从非劣解集中寻找最佳权衡解;并对滦河下游水库群进行了实例研究.结果表明算法可行,成果合理,能为水库群的联合调度提供技术支持.     

基于3DGIS的水库群联合调度多尺度模拟仿真研究

为满足防洪调度过程的多尺度模拟仿真需求,总结了现有的防洪调度可视化手段,研究了在3D GIS场景中对降雨和洪水组成、水库拦蓄、库区淹没、中下游河道演进、蓄滞洪区分洪等调度过程进行多尺度模拟仿真的方法,形成了一套适用于水库群联合调度过程三维动态推演的程序框架.以1954年长江流域典型洪水为例,在该程序框架下,从宏观、中观...     

基于Shapley-Value的梯级水库联合调度效益分配方法探讨

目前梯级水库在联合调度时由于补偿效益分配制度上的不合理,致使一些调节性能较好的电站在联合调度过程中得不到公正的对待,从而影响了这些电站对联合调度的积极性.针对上述问题,以三峡梯级和清江梯级五库联合调度为例,引入博弈论中的Shapley-Value法对联合调度所产生效益分配方法问题进行了探讨.结果表明:该方法不仅具有很强...     

基于水能分配空间坐标系的流域蒸散变异归因研究

气候和下垫面变化对流域蒸散发产生显著影响,然而,如何定量分解两者对蒸散发变异的贡献程度,一直以来是流域水文学研究的重点和难点。本研究基于水量与能量平衡基本原理,建立水量-能量分配空间坐标系统,分离并量化气候及下垫面变化对流域蒸散发的影响。基于优化的水量-能量分配框架,对全球83个典型流域的实际蒸散发变化（1900—2008年）进行归因研究,对比该方法与基于Budyko-Fu公式的分解法的计算成果,检验该框架在全球范围大尺度流域的科学性和适用性。结果发现,实际蒸散发的变化,在持水能力低的湿润流域主要受下垫面因素的驱动,而在持水能力强的湿润流域中主要受气候因素的影响;对于持水能力低的半湿润流域以及干旱与半干旱流域,其水热状态的变化轨迹主要沿干燥指数线移动,流域内实际蒸散发的变化主要受下垫面因素驱动。与已有基于Budyko-Fu公式的分解法计算结果的比较表明,本研究建立的基于水能分配框架的蒸散发归因方法具有较好的可靠度。此外,相对于传统的Budyko分解法,基于水量-能量分配法的水能空间坐标系能直观地分析气候及下垫面变化分别对流域实际蒸散发的贡献大小、方向及不同时段下流域水能状态的变化轨迹,具有较强的实用性。     

基于改进粒子群-逐次逼近法的水库调度图多目标优化

针对水库调度图寻优过程中的调度线形态畸变的问题,提出了改进廊道约束和改进粒子群逐次逼近法.该方法以粒子群算法和动态规划逐次逼近法的混合算法为框架,通过引入改进廊道约束、特殊个体进化方式、外部精英集策略等改进策略来优化进化过程,使得所得解集尽可能接近多目标问题的真实Pareto前沿.福建省池潭水库调度图多目标优化问题的实...     

基于博弈论组合赋权法的澜沧江-湄公河水量分配

为了合理分配澜沧江-湄公河的水资源,以公平合理利用基本原则为基础,充分考虑公平性和现状性,并兼顾效率性与可持续性,选择了相应的指标建立层次结构,基于结合主观性和客观性因素的思想,分别采用层次分析法和熵权法计算水量分配权重,并采用基于博弈论的组合赋权法对上述权重进行组合,最终得到各国的水量分配权重。以实际用水量占比和水量分配权重对比,结果表明:越南用水量约为其所得分配量的2倍,而其他国家用水量均小于分配量,为了保障各国对水资源的公平合理利用权益,越南应向其他国家进行补偿。结论可为我国在澜沧江-湄公河的水资源开发利用和水利益谈判提供科学支撑。     

基于分段粒子群算法的梯级水库多目标优化调度模型研究

提出了约束破坏向量、分段粒子群算法以及多目标分段粒子群算法,有效解决了在时间步长较小、计算时段数目较多时,传统智能优化算法解水库优化调度问题的寻优效率低下甚至无可行解的问题。该方法基于粒子群算法框架,引入约束破坏向量、分段操作和特殊变异操作来增强进化过程中的种群质量,从而提高算法的计算效率。闽江流域金溪梯级水库多目标优化调度的实例分析表明,在解时间步长较小、计算时段数目较多的水库优化调度问题时,分段粒子群算法、多目标分段粒子群算法相对其他算法具有明显优势。     

抽水蓄能电站技术经济效益指标体系综合评价研究

为更科学合理地对抽水蓄能电站的技术经济效益进行综合评价,依据其技术经济效益特性选取了由运行效果、功能效益、财务效益和环境效益组成的指标体系。将改进型序关系分析法与熵权法结合,采用改进型序关系分析法确定主观权重、熵权法确定客观权重,并运用物元分析法建立综合评价模型,计算抽水蓄能电站技术经济效益的评价等级。根据某抽水蓄能电站的相关资料,采用定性和定量结合的方法来量化处理评价指标,建立相关评判标准,最终得到其技术经济效益综合评价等级。结果表明该电站技术经济效益大部分指标达到了预期,验证了该评价模型的适用性和有效性。通过研究结果分析得出该电站有待加强指标和已经达到标准的指标,便于有针对性采取相应措施提高电站技术经济效益,对今后电站的技术经济发展具有借鉴意义。     

基于同频率地区组成法的梯级水库联合防洪预报调度

在水库实际防洪预报调度过程中,洪水的自然特性直接影响其调度风险。为降低此风险,本文提出了基于同频率地区组成法的联合防洪预报调度模型。以最大防洪库容之和最小为目标,通过调洪演算得到由m种洪水组合与n个设计频率相结合的m×n种组合方案下的联合防洪预报调度和常规调度的调度风险指标。计算结果表明联合防洪预报调度相比常规调度降低了最高坝前水位与最大下泄流量,从而降低了调度风险,进一步针对联合防洪预报调度模型,应用动态规划法求得整个调度周期内的联合泄流调度方式。     

金沙江下游至三峡-葛洲坝梯级水库群 发电联合调度增益机制分析

金沙江下游溪洛渡、向家坝至三峡、葛洲坝四库梯级为长江流域水能资源调控重点枢纽工程,开展四库发电联合优化调度效益显著。研究建立四库系统独立发电、联合两种模式下优化调度模型,采用长系列径流系列计算发电效益增益,统计增益的时间、年型、空间分布特征。提出基于全微分法的增益占比析因方法辨识发电增益受发电水量、水头影响贡献占比,归纳增益产生机制。结果表明:(1)消落期发电增益集中产生在5月份;向家坝、葛洲坝为主要受益水库。(2)联合增益的产生原因在于联合调度过程中溪洛渡、三峡均化了5月、6月放水过程,降低向家坝、葛洲坝的弃水量,抬升两库水头,增加发电效益。(3)向家坝的补偿增益受发电水量、水头贡献占比相当,葛洲坝的补偿增益主要以发电水头抬升的水头效益为主,溪洛渡、三峡的效益变化主要受联合调度过程中水头变化影响。     

基于熵权灰色关联分析的湿地补水项目综合效益评价

为了对湿地补水项目带来的效益进行综合评价,通过对我国湿地生态现状的调研和分析,构建了包含3个一级指标、12个二级指标的湿地补水项目综合效益评价指标体系,并将熵权法与灰色关联分析相结合的模型应用于湿地补水项目评价。为了从实践角度说明评价方法的可行性,选取3个典型的湿地补水项目,采用专家打分的方法获得原始数据并进行实证分析。结果表明:所构建的指标体系合理,熵权与灰色关联分析相结合的模型也能够对已实施的湿地补水项目的效果进行科学的评价。     

基于改进SD的区域水土资源联合配置研究

将区域水土资源联合配置的多学科综合与新技术的应用成果相结合,以水土资源联合配置的体系为基础,定量刻化了水资源、土地资源配置系统与社会、经济、环境发展之间的互动影响关系,将包括需水、供水、土地需求及供给和生态环境影响等相关的水资源、土地资源联合配置的要素,与社会、经济、环境系统耦合成一个复杂的水资源-土地资源-社会经济-生态模拟系统,利用基于图论改进的流率基本入树的系统动力学(SD)规范建模方法,建立起了比较完整的区域水土资源优化配置的系统动力学流率基本入树模型。运用该模型,对位于苏南丘陵地区的句容市按照不同水土资源联合配置方案(情景)的水资源、土地资源与社会经济环境耦合系统进行模拟计算,该计算结果可为水资源、土地资源的联合统一管理提供基础支撑。     

基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统设计及效益分析

基于灌溉现代化发展需求和节水省工的目的,以物联网技术为支撑,对水肥一体化智能灌溉系统进行设计及效益分析。该系统主要包括智慧平台(信息中心),田间灌溉控制系统,智能施肥系统,农田气象环境监测系统,远程土壤墒情测报系统,远程管道压力、流量监测系统,远程作物长势视频监测系统,能效监测系统等8个组成部分。效益敏感性分析结果表明,物联网水肥一体化智能灌溉系统的年效益在其经济内部收益率指标中最为敏感,故该系统与普通滴灌工程相比投资虽较大,但年效益的提高使其在应用年限中获得较高的经济内部收益率,从而极大提高灌溉系统的收益创造能力。应用效果显示,物联网水肥一体化智能灌溉系统省工节水效果显著,随着科技的不断进步与水利信息化的发展趋势,有着良好的应用前景。     

基于灌区需水与水库兴利调度的水资源优化配置研究与应用

甘肃疏勒河灌区水资源优化决策支持系统通过对流域水资源特征、灌区需水量、水库调蓄功能以及生产力结构布局等矛盾的分析,建立了可持续发展水资源优化配置模型和多目标的目标函数、分解协调模型,可在不增减供、需水量的前提下提高水资源的配置效率,实现了节水、增产、保护生态的综合效益。