乌江梯级水库群优化调度规律研究

梯级水库群优化调度规律是指导梯级水库群优化运行的重要工具。本文应用概率统计法和相关分析法对乌江流域的兼顾保证出力发电量最大计算结果进行统计归纳,通过引入经验频率分析了各库在不同调度期的水位变化规律和建立时段平均出力与本时段可用水量相关关系图来研究各库在不同调度期的发电规则,为挖掘梯级水库长期运行结果中蕴藏的潜在规律提供了一种方法。通过对乌江梯级各库水位变化规律和发电规则的研究,为乌江梯级水库群优化运行提供了理论支撑。     

梯级水库群中防凌水库的防凌补偿效益计算

水库防凌补偿效益是以明确水库与相关对象权利与义务关系为目的的,科学合理计算防凌补偿效益是基础.本文通过分析黄河上游梯级水库群中大柳树水库的防凌补偿效益,计算得到消减宁蒙河段凌灾、提高防护对象防凌标准和防凌安全、补偿上游梯级水库发电和补偿刘家峡水库下游综合用水四种补偿效益最小值依次为1.320亿元/年、0.1072亿元/年、2.0246亿元/年和0.9925亿元/年,进而得出大柳树水库防凌补偿效益最小值4.4443亿元/年.     

基于改进微粒群算法的梯级水库群优化调度

为了进一步增强微粒群算法的优化性能,提出了一种改进微粒群算法,并将其用于求解梯级水库群的优化调度.该算法引进了类似遗传算法的交叉和变异算子来提高搜索效率,其中交叉是微粒在解空间中的位置以一定的概率随机进行算术交叉,变异是微粒以一定的概率随机使速度矢量的某一维分量变为0.为了加速收敛,初始微粒群生成时采用了有条件的随机自动生成方式,并利用惩罚函数法来处理边界条件和其它非等式约束.实例计算结果表明,改进微粒群算法具有比常规动态规划法和常规微粒群算法更快的计算速度,且优化调度结果比较满意.     

金沙江梯级与三峡水库群联合蓄水优化调度

依据长江上游流域水文气象特征,确定各水库提前蓄水时机。建立了基于防洪、发电和蓄水的多目标调度模型,采用Pareto存档动态维度搜索算法（PA-DDS）优化求解,得到一系列非劣优化蓄水方案。结果表明：在不降低原设计防洪标准前提下,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝和三峡水库的优化起蓄水时间可分别提前至8月1日,8月1日,9月1日,9月1日和9月10日,与原设计方案相比,优化方案蓄水期年均发电量可增加36.82亿kW?h,增幅3.12%;水库蓄满率达95.09%,提高3.38%。对于蓄水期为平、枯水年份,各水库蓄水时间可进一步提前至8月1日,8月1日,8月25日,8月25日和9月1日,蓄水期年均发电量可增加45.75亿kW?h,增幅4.10%;蓄满率由88.52%提高至93.89%,经济效益显著。     

基于鲶鱼效应粒子群算法的梯级水库群优化调度

针对梯级水库群优化调度多约束、高维、非线性和难以求解的特点,将鲶鱼效应机制引入到粒子群算法中提出鲶鱼效应粒子群算法。该算法在进化中通过鲶鱼启发器引入鲶鱼粒子,依据鲶鱼效应调整种群的飞行模式,一方面利用鲶鱼粒子的驱赶作用使粒子种群跳出稳定状态激发活力,从而提高种群多样性;另一方面利用鲶鱼的高素质动态调节对进化过程进行有目的指导,进而保持算法的高搜索性能。算例表明,和标准粒子群算法、混沌粒子群算法相比,鲶鱼效应粒子群算法具有更好的全局寻优能力和较快的收敛速度,能有效地应用于梯级水库群优化调度中。     

混联水库群的双量调度函数研究

构建了水量调度函数和能量调度函数相结合的双量调度函数来模拟指导混联水库群联合调度运行。以三峡梯级和清江梯级组成的混联水库群为研究对象,选择1951-2011年实测旬径流系列进行模拟调度。结果表明:混联水库群的非线性双量调度函数方案与常规调度方案相比,多年平均发电量增加68.9亿kW.h,增幅达3.31%,非线性双量调度函数方案调度轨迹接近理论最优调度轨迹,在不降低防洪标准的前提下,可显著增加混联水库群的兴利效益。     

梯级水库群发电优化调度的大系统分解协调模型北大核心CSCD

针对标准动态规划算法应用于梯级水库群发电优化调度求解时的"维数灾"问题,基于大系统分解协调原理建立了二级(分解、协调)递阶结构的梯级水库群发电优化调度模型。在分解级,应用多线程技术实现了标准动态规划算法的并行化,以对分解后的单库子系统进行优化求解;单库子系统间的耦合关联作为协调级,反复与分解级交换信息,经迭代计算求得模型的最优解。通过应用于李仙江三库梯级系统的实例验证分析,结果表明该方法可在一定程度上提高求解效率,为复杂工程系统优化提供了理论参考。     

大渡河梯级水库群联合优化调度函数研究

采用＂优化-拟合-再优化-随机仿真＂技术框架研究梯级水库群联合优化调度函数：首先建立梯级水库群优化调度模型,通过改进的动态规划方法得到最优样本;然后对最优样本进行回归分析得到联合调度函数;并基于模拟调度结果采用非线性规划法直接修正调度函数;最后通过水文随机模拟技术生成径流系列,进一步检验、评价所得调度函数的效率。以长江上游大渡河梯级水库长期优化调度为对象进行实例研究,计算结果表明：对于1959-2000年实测径流系列,梯级水库群联合优化调度函数较常规调度年均发电量增幅达1.66%;对于Copula随机模型生成的水文径流系列,年均发电量提高了1.42%,经济效益显著。     

梯级水库群运行模式及合作效益分配研究

我国是水能资源最丰富的国家,梯级水库群开发是水能资源充分利用的必要形式,梯级水库的不同调度模式对梯级总效益的发挥起着重要的作用.本文以黄河上游干流梯级水库群为例,分析了梯级水库群中各水库单独调度,具调节能力的水库与其下游相邻的径流式水库联合调度和全梯级联合调度三种运行模式,建立了相应的数学模型,并对各模型进行了求解,得出了某情况下三种运行模式各水库所创造效益的情况,并探讨了联合调度所产生收益的分配系数法和Shapley值分配方法.指出按照Shapley值方法分配合作收益对各参与水库都是公平、合理的,各水库对合作均有参与的积极性,从而促进水库群联合调度,有利于实现梯级水库群总效益最优的目标.     

大型流域梯级电站群智能调度关键技术研究及实践

大渡河流域水文情势复杂多变,梯级水电电力调峰调频、水利防洪减灾任务艰巨,防洪兴利矛盾突出,多目标协同难度大,是国内外流域调度领域普遍关注的重点.本文以大渡河流域多年的创新与实践为基础,详细介绍了大渡河流域梯级电站群智能调控运行成套技术,包括多因子"量-型"混沌相似的中长期水文预报方法、大数据驱动的高精度水情气象耦合洪水...     

有外调水源的多年调节水库群供水优化调度模型研究

本文以D市跨流域调水水库群为背景,建立了有外调水源的多年调节水库群供水优化调度模型,将调水和供水统一参与优化,对系统进行减规模和降维处理,采用动态规划方法进行全局寻优。提出了多年调节水库年末蓄水目标的概念,其值通过优选合理确定,以此将年调度与多年调节有机结合起来。与常规调度相比,优化调度年平均少调水844?104m3,水库群总弃水减少299?104m3,水库群年末蓄水量大幅提高,枯水段供水量增大,减小了供水破坏深度。对比结果表明,采用优化调度,在充分挖掘本地水资源供水潜力、有效降低供水成本的同时,提高了枯水期供水安全保障程度。     

长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型研究

本文以自主研发并经过实测资料验证的三峡水库一维非恒定流水沙数学模型为基础,将溪洛渡及向家坝水库纳入整体计算范围,建立了包括溪洛渡、向家坝和三峡三个水库的长江上游梯级水库联合调度一维非恒定流水沙数学模型。本模型为一基于树状河网的全沙模型,可将溪洛渡水库库尾—三峡坝址的长江干流和部分主要支流作为一个整体进行泥沙冲淤同步联合计算,采用该模型对水库群联合运用条件下各水库泥沙冲淤变化及相互影响进行了研究,初步揭示了长江上游特大型梯级水库群泥沙淤积规律。     

三峡-葛洲坝梯级水库水温影响研究

长江中游三峡-葛洲坝梯级水库蓄水,改变了河流天然水流情势,同时河流的天然水温情势也发生了变化.基于1959-2006年水库下游宜昌水文站实测水温资料,分析了葛洲坝水库和三峡水库蓄水前后宜昌站水温特征参数变化情况.定量分析了水库蓄水对下泄水温的影响程度,进而分析了水温变化对水生生物产卵繁殖的影响.分析结果表明,葛洲坝水库蓄水对下泄水温影响不大,而三峡水库蓄水后,水温在降温季节9～2月份高于三峡水库蓄水前表层水温,而在升温季节3～5月份则相反.三峡水库蓄水对河流水温有一定的调节性,其下泄水温相对于天然状况有一定的滞后性,下泄水温变化影响到下游中华鲟和四大家鱼产卵繁殖,使得产卵时间平均推迟10天左右.该研究将为三峡一葛洲坝梯级水库开展生态调度以减缓其不利影响提供决策.     

梯级水库群多目标优化调度规则研究 ——以溪洛渡-向家坝为例

为完整利用水库群多目标优化调度的非劣前沿信息,提出了一种优化调度函数参数、追求调度结果逼近非劣前沿的新型调度函数提取方法.对于水库群多目标优化调度模型,采用非支配排序多目标优化算法II(NSGA-II)求解,分别获取丰、平、枯典型年的非劣前沿集,将其作为代理模型的训练样本,实现二维非劣前沿的函数表达.采用多元线性构型构...     

跨流域调水条件下水库群联合调度图概化降维方法研究

由于单纯采用优化算法求解大规模水库群联合调度图存在搜索效率低和求解结果不合理的问题,所以本文以辽宁省水资源联合调度北线工程为研究背景,进行水库群联合调度图概化降维方法研究。首先根据聚合水库中主要用水户供水限制线的基本型式、聚合水库时段平均余缺水分布和反映水库调度经验规律的启发式信息,确定调度图概化降维方法;然后建立基于概化调度图的模拟-优化求解模型。实例研究表明,调度图概化降维方法不仅降低了优化算法搜索最优解的难度,而且提高了调度图的合理性和实用性。     

基于结构方程模型的水库多目标互馈关系研究

梯级水库多目标问题涉及的因子集维度较高，目标间关系错综复杂，传统统计学方法难以同时考虑各目标所涉及的不同指标，对于互馈关系仅可给出定性分析。针对此问题，本文建立梯级水库发电-供水-生态多目标优化调度模型，采用快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）求解，并提出三者间互馈关系的初步假设，进而引入结构方程模型（SEM），以非劣解集内各指标值作为输入数据，进行高维验证性因子分析，针对目标间互馈关系给出可视化、定量化的计算结果。溪洛渡-向家坝梯级水库的研究结果表明，在丰、平、枯不同典型年中发电-供水的冲突最剧烈，其次为发电-生态，而供水-生态的互馈关系并不显著；另外，随着天然来流由丰变枯，发电-供水矛盾急剧锐化。     

三峡水库建成后对长江中下游江湖水沙关系变化趋势初探Ⅱ.江湖关系及槽蓄影响初步研究

三峡工程建成后,改变了坝下游的来水来沙过程,中下游江、湖河床将发生冲淤变化.为研究三峡水库蓄水运用后长江中下游河势和江湖关系的变化,根据三峡工程分期蓄水进程,结合原型观测资料分析以及数学模型计算等多种技术手段进行了初步探讨研究.三峡水库运用初期(2003年6月-2032年12月31日)长江中下游干流将发生自上而下的冲刷,河床冲深,枝城以上河段较快完成冲刷,并向F游发展;受长江中下游十流河床冲刷影响,荆江南岸三口口门水位下降,荆江三口分流道河床冲淤相应发生改变,河床有冲有淤,以淤积为主;三峡水库运用后洞庭湖区淤积量减少,至三峡建库后30年末,湖区平均年淤积量为多年平均年淤积景的40%左右,三峡水库建库明显减缓了洞庭湖区泥沙的淤积:三峡水库运用后相应各河段槽蓄量也发生了变化,计算成果表明,与三峡水库建库前相比,同一水位条件下槽蓄景有不同程度的增加,枯水河槽槽蓄量增加较多,洪水河槽槽蓄量增加略小.由于泥沙运动的复杂性及其它原因,对于三峡水库建成运用后的江湖关系还需进行深入的探讨和研究,为今后研究江湖治理措施提供重要的科学依据.