干旱期供水水库运行性能研究方法

阐述了干旱期供水工程运行调度研究的必要性以及目前水资源研究领域普遍使用的表达干旱期供水水库运行性能的一些主要指标，对普遍使用的求解运行策略的限制供水规则模型和混合整数规划模型进行了恰当描述；最后介绍了混合整数规划模型的一应用实例，说明研究方法的可行性。     

多水库供水系统干旱期合理运行策略研究

为了研究多水库供水系统在干旱期的运行策略,根据供水可靠性、破坏恢复能力和单一时段供水破坏深度等水库供水风险指标以及数学规划原理,建立了适用于多水库供水系统在连续干旱期内运行调度策略分析的多目标混合线性整数规划模型;并针对所建模型的结构特征,提出了求解模型的分步计算寻优搜索法.该求解方法概念清晰、计算过程简便,使原来规模较大而复杂的混合规划问题变得易于解决.应用实例表明,该方法技术路线合理,可操作性强,在干旱期供水系统运行调度方案研究中具有较大的实用价值.     

干旱期水库供水特征及运行性能分析

 阐述了目前较常用的干旱期水库运行性能特征体系的主要表征指标,并给出了可操作的实用性计算表达式;建立了基于供水可靠性最大、供水破坏恢复能力最强以及单一时段破坏深度最小的多目标混合整数规划模型,对模型结构进行了具体描述;在实例应用研究中,运用权重法处理多目标问题,并通过分析多种目标权重组合对模型运算结果的影响,论述了2种多目标函数形式的决策过程特征,比较了2种多目标函   数在干旱期水库运行性能评价应用方面的优缺点。     

干旱期水资源系统供水风险指标适用性分析

阐述了水资源规划与管理研究领域目前较常用的干旱期水资源系统供水风险特征体系的主要表征指标,并对这些指标在供水风险计算中的适用性进行了分析;通过分析并结合实例研究,得出几点结论:在水资源系统供水可靠性计算时,应根据研究问题的性质选择合适的计算时段尺度以及任一时段相应于供水破坏状态的临界需水量;供水破坏恢复能力用系统处于供水破坏状态的时间长短来衡量是合适的;从水资源系统干旱期运行管理目标和特征方面看,供水系统易损性用单一时段破坏深度表达要比用系统运行分析期内的总缺水量、平均缺水量以及总缺水量与总需水量比值等表示要合理。     

抽水蓄能电站日调节与周调节方式运行优化模型

提出了抽水蓄能电站的日调节与周调节方式运行优化模型。按电站抽水 — 发电循环效益最大化，满足电力电量平衡条件，满足库容、发电出力及抽水功率等限制条件，建立了基于混合整数线性规划的算法模型，可应用于电源规划的系统运行模拟，优化抽水蓄能电站的运行方式和发电计划;分析了系统发电成本、电站规模、负荷特性等对电站运行的影响。通过计算实例对算法模型的实用性、有效性做了说明。     

权衡供水与发电目标的水库调度建模及优化

以供水水库为研究对象,考虑了水库的供水、发电目标及两目标的权衡,构建了供水计算、发电计算和多目标计算等三个模型,并分别通过二次规划、混合整数线性规划、非线性规划对三个模型进行优化求解。研究涉及高维性、非线性、多目标在内的水库优化调度问题求解难点。以某两水库调度问题为例,应用优化软件LINGO高质高效求解,为以供水与发电作为主要目标的水库调度问题求解分析提供了示范。     

大型离心泵并联运行最优控制分析

大型离心泵并联运行的效率优化和调度是一类复杂的有约束非线性规划问题,其建模及求解都比较复杂.针对该问题研究现状的不足,在考虑水泵并联运行时进水管和连接管水力损失的基础上,引入了具有较高拟合精度的离心泵效率表达公式,并以泵群总轴功率最小为目标函数,以供水指标和运行要求为约束条件,建立了符合水泵并联运行特性的大型高扬程供水泵站优化运行的数学模型.仿真试验表明:模型及求解方法有效、实用;当进水管和连接管较长、水力损失较大时,对泵站的最优运行方案产生重要的影响,应当加以考虑.     

大型调水工程两部制水价优化模型

在国家现行水价政策的框架内,针对胶东调水工程的实际情况,确定了两部制水价的具体形 式;在综合考虑供水工程的经济安全、用水地区的利益、供需不确定性以及水价承受力的基础上,建 立了两部制水价长期优化模型;利用改进的大M法和混合整数规划技术将模型转化为可计算形式, 并以威海为例计算了水价方案;能够为国内同类大型调水工程的水价决策提供借鉴。     

高洲水库供水区供需平衡优化决策研究

以高州水库供水区为研究对象,根据大系统分解协调原理,建立了具有仿真性好,信息量大,灵活通用等特点的多层次大系统模拟模型。研究结果表明,整个模型系统不但能最大限度地满足高州水库供水区的需水规划要求,并能保证水库获得最大的发电效益,解决了水库的优化运行问题。此研究成果合理,符合实际,有推广应用价值。     

配电网故障恢复重构算法研究

首先给出了一个综合考虑开关操作次数最少和网损最小的故障恢复重构 的混合整数规划模型。Tabu搜索技术是一种高效的启发式搜索技术，适合于解决整数规划和 混合整数规划问题。文中将Tabu 搜索技术应用于所建立的故障恢复模型，并较详细地介绍 了其求解过程。最后运用算例验证了Tabu搜索法能有效地求解所给出的故障恢复问题。     

寺坪水电站优化调度模型

随着社会经济的快速发展,水资源供需矛盾日趋尖锐,如何合理调度有限的水资源已成为水资源管理中的现实而紧迫的任务。通过进一步研究水库调度的机理,采用非线性规划作为优化求解方法构建了水库优化调度模型,非线性规划结合了线性规划和动态规划各自的优点,并将水库调度中的各种因素融入数学模型中,较准确地计算模拟期间各种优化变量数值条件下的目标函数值,并比较得出最优值。之后,基于多目标思想,给出了一组Pareto前沿解集,通过寺坪水电站的应用,构建不同的目标函数,得到一系列决策方案,以便决策者选择偏好的决策方案。     

水电站水库长期优化调度模型及调度图

为绘制高效可靠的水库运行调度图,以平衡保证出力保证率与发电量矛盾的惩罚系数为优化变量、以保证出力设计保证率满足条件下发电量最大为目标函数,综合集成以黄金分割法为时段决策优选法的随机动态规划核心模型,以及评估调度方案优劣时历法长系列模拟计算模块,利用遗传算法的并行计算能力,结合电站调度方案制定与有效性检验,构建水电站水库长期优化调度模型。应用结果表明:所建模型具有不受年调节和多年调节库容机械划分约束、快速获得满足发电保证率所要求的优化调度图的优秀特性;较之常规调度方法,可增发电量2.0%以上,保证率更高,决策信息更丰富。     

水沙优化调度在抽水蓄能电站的运用

以滦河干流上某抽水蓄能电站为例,采用多目标规划的思想方法对抽水蓄能电站泥沙问题进行研究,通过建立的水库水沙联调多目标规划模型,对抽水蓄能电站拦沙库的补水能力和泥沙淤积进行模拟计算,分析和比较不同调度方案下拦沙库的有效库容和防沙效果,选出水沙联合优化调度的实施方案,提出解决此类电站泥沙引起的库容损失应对措施,指导解决工程建设实际问题。     

A Neural Networks Approach for Deriving Irrigation Reservoir Operating Rules

A neural networks approach is applied to the derivation of the operating rules of an irrigation supply reservoir. Operating rules are determined as a two step process: first, a dynamic programming technique, which determines the optimal releases byminimizing the sum of squared deficits, assumed as objective function, subject to various constraints is applied. Then, theresulting releases from the reservoir are expressed as a functionof significant variables by neural networks. Neural networks aretrained on a long period, including severe drought events, andthe operation rules so determined are validated on a differentshorter period. The behaviour of different operating rules is assessed by simulating reservoir operation and by computing several performance indices of the reservoir and crop yield through a soil water balance model. Results show that operating rules based on an optimization with constraints resembling real system operation criteria lead to a good performance both in normal and in drought periods, reducing maximum deficits and water spills.     

基于Mike Basin的复杂水库群联合调度模型研究

重庆涪陵区龙潭水利工程为由并联、串联水库组成的复杂水库群,水资源配置难度较大,有必要借助数值模拟软件来完成。在Mike Basin水资源配置模型的基础上进行编程计算,提出了用Mike Basin模型计算多功能复杂水库群联合调度的方法,并计算了4种工况下工程运行对下游发电的影响。通过验证发现,该模型可以很好地模拟龙潭水利工程水库群调度现状。对Mike Basin水资源配置模型存在的不足进行了分析,并提出了可行的解决方法,相关结论可为今后运用Mike Basin解决水库群联合调度问题提供参考。     

串联供水库群优化调度的模糊规划模型

针对随机动态规划在解决多个水库联合优化调度时存在“维数灾”问题,尝试基于模糊集理论来解决该优化调度问题。以4个串联供水水库系统为例,目标为各供水片区最小的缺水率最大,将水库的入流过程视为模糊集,而需水过程视为确定性的,建立了模糊规划模型,并引入可靠度和满意度对优化调度结果进行评价。实例分析表明,该模型既可以刻画入流的不确定性,又可以简化问题,具有一定的实用性。     

Deriving Reservoir Refill Operating Rules by Using the Proposed DPNS Model

The dynamic programming neural-network simplex (DPNS) model, which is aimed at making some improvements to the dynamic programming neural-network (DPN) model, is proposed and used to derive refill operating rules in reservoir planning and management. The DPNS model consists of three stages. First, the training data set (reservoir optimal sequences of releases) is searched by using the dynamic programming (DP) model to solve the deterministic refill operation problem. Second, with the training data set obtained, the artificial neural network (ANN) model representing the operating rules is trained through back-propagation (BP) algorithm. These two stages construct the standard DPN model. The third stage of DPNS is proposed to refine the operating rules through simulation-based optimization. By choosing maximum the hydropower generation as objective function, a nonlinear programming technique, Simplex method, is used to refine the final output of the DPN model. Both the DPNS and DPN models are used to derive operating rules for the real time refill operation of the Three Gorges Reservoir (TGR) for the year of 2007. It is shown that the DPNS model can improve not only the probability of refill but also the mean hydropower generation when compare with that of the DPN model. It's recommended that the objective function of ANN approach for deriving refill operating rules should maximize the yield or minimize the loss, which can be computed from reservoir simulation during the refill period, rather than to fit the optimal data set as well as possible. And the derivation of optimal or near-optimal operating rules can be carried out effectively and efficiently using the proposed DPNS model.     

水电站水库实时优化调度模型及其应用

基于实际水库调度是一个“预报、决策、实施、再预报、再决策、再实施”的滚动向前过程，水库调度既要顾及入库径流的长期变化规律，又要适应当前水情变化情况，本文提出了求解水库实时优化调度问题的随机动态规划（ＳＤＰ）与逐步优化算法（ＰＯＡ）相结合的数学模型     

基于逆序递推的水库分级分期旱限水位确定方法研究

开展水库旱限水位确定技术研究,对于科学指导水库抗旱调度具有重要的意义。因此本文在旱限水位内涵解析的基础上,提出一种水库分级分期旱限水位计算新方法,充分考虑不同的干旱等级、不同行业年内需水过程的差异,采用逆序递推算法得到水库分级分期旱限水位。以山西省张峰水库作为研究对象,计算得到汛期、枯水期、农业灌溉期的旱警水位分别为 756.5 m,756.2 m,754.5 m,旱保水位分别为 735.8 m,730.7 m,728.2 m。通过方法对比分析,发现新的计算方法能够对更多的行业、更长的时段进行供水改善,在指导水库抗旱调度,提升水利工程群干旱防御能力方面具有显著优势。