基于改进多目标蝙蝠算法的洛河流域水库优化调度

为了发挥水资源综合利用的最大效益,实现水库发电和供水效益双赢的优化调度需求,以水库发电量最大和水库下游用水区域总缺水量最小为目标建立了多目标优化调度模型。同时,提出改进多目标蝙蝠算法(IMOBA)用于求解多目标优化调度模型,该算法引入外部精英蝙蝠集EBS()来存储算法寻优过程中的非劣解,设计一种基于混沌原理的脉冲发射率生成机制来增强算法的搜索能力,并加入变异操作以提高算法的种群多样性。将改进多目标蝙蝠算法应用在洛河流域故县水库,得到丰、平、枯三种典型年下的故县水库调度方案集。结果表明,IMOBA算法合理有效且优于多目标蝙蝠算法(MOBA),能较好地反映洛河流域故县水库的发电和供水要求。同时验证了多目标优化调度模型的可行性,为流域水库多目标优化调度方案的制定提供了新途径。     

乌江梯级水库联合优化调度方案

为充分挖掘梯级水库间的水文补偿和库容补偿潜力,获取更高的综合利用效益,利用判别系数与水库蓄供水控制线相结合的方法,对乌江梯级水库的蓄供水方式进行了研究,并结合免疫粒子群算法,以梯级水电站发电量最大为目标对水库蓄供水控制线进行优化。联合调度结果表明,优化后的水库蓄供水控制线不但可以合理控制水库蓄放水次序和蓄放水量,达到合理控制水库群运行方式的目的,还在实际调度中具有良好的可操作性和抗风险性。     

晋中南-长治供水区水资源优化配置模型研究

针对供水区优化配置问题,以流域供水、生态和发电为目标建立了供水区水资源优化配置模型。设置供水区无引调水和考虑引黄入晋工程两种调度情景,分析丰平枯三种典型水文年研究区水资源优化配置方案。同时,提出一种改进多目标猫群算法(IMOCSO),对模型进行高效求解,得到多情景下的供水区水库调度方案集,为制定晋中南-长治供水区水资源优化配置方案提供了理论依据。算例结果合理有效,能较好地反映晋中南-长治区供水要求,验证了模型的可行性,为供水区水资源分配提供了新途径。     

基于自组织映射遗传算法的水库多目标优化调度研究

为了弥补遗传算法易陷入局部解的缺陷,使该算法产生的非劣解更好更均匀地靠近非劣解前沿,并且使多目标调度结果更贴近真实情况,将自组织映射和遗传算法相结合,应用到以发电和供水为目标的水库多目标调度中,并分别与NSGA2算法、主要目标法进行比较分析,验证该算法的合理性与优越性。结果表明,自组织映射遗传算法能在满足约束条件的情况下,使发电供水两目标调度的非劣解更好地向非劣解前沿靠近,给出的实时供水方案更符合实际情况。     

浊漳河流域水库群多目标生态调度模型研究

浊漳河流域水库群生态调度对改善浊漳河流域生态环境质量、满足经济社会需水要求有重要意义。综合考虑生态需水的处理差异,并针对各水库时间上目标的需水差异,提出一种利用分时段加权法处理多目标问题的方法,依据大系统分解协调技术求解了浊漳河流域多目标水库群优化调度模型。模型求解结果表明,在水库的调蓄能力范围内,模型在时间上处理了年际间缺水不平衡的情况,在空间上处理了下游共同承担的生态供水任务,并得出由关河水库承担较多的下游生态供水任务较优。通过模型调度,下游侯壁断面的平均年生态满足度可达到85.35%。研究成果可为流域水库群多目标生态调度提供参考。     

多年调节综合利用水库多级调度图编制研究

承担多项兴利任务的多年调节水库,需综合考虑入库径流和不同任务要求编制多级调度图。提出了改进典型年法编制多年调节综合利用水库的多级调度图,即对不同来水水平年,根据水库各项兴利任务的设计保证率和年保证供水过程,将综合供水进行对应分级,拟定各级供水过程的供水系数,计算得到多级综合供水过程和年需供水量;利用长系列入库径流资料,根据各级供水任务年需供水量选取典型年,按相应需供水过程进行供水;考虑多年调节水库蓄供水特性,采用不同起调水位编制各调度线,上调度线典型年从蓄水期末水库位于正常蓄水位起调,下调度线和连枯年份调度线典型年从供水期末水库位于死水位起调,逆时序绘制各典型年水库蓄水指示线,分别取上、下包线,得到上、下调度线和连枯年份调度线;通过计算分界库容,拟定不同兴利任务的分界调度线,协调不同兴利任务。综合四条调度线,编制得到多年调节综合利用水库的多级调度图。选取某多年调节综合利用水库,按照流程编制其水库多级调度图,利用调度图进行长系列径流调度,经统计,所编制调度图满足各兴利部门设计保证率要求,多级调度图可有效指导水库运行,提高综合利用水库效益。     

跨流域水库群联合供水调度的聚合分解协调模型及应用

针对多水源、多用户的跨流域水库群供水联合优化调度问题,结合滦河流域水库群和供水区的特点,以最大缺水率最小为目标函数,建立水库群供水系统聚合分解协调模型,对水库群进行聚合并按一定的规则分解和协调,计算不同供水区的相对重要性,并利用免疫进化粒子群算法(IPSO)对供水策略进行优化计算、利用优先调度原则对水库群进行协调计算,从而确定水库供水调度过程线。结果表明,聚合分解协调模型能降低调度的复杂度,可操作性强,对于提高水资源利用率具有重要的理论意义与应用前景。     

西江上游水库群联合蓄水优化调度研究

目前西江上游水库群在汛末蓄水期难以蓄满,直接影响其在供水期的综合效益。为此,建立了基于发电、蓄水和生态的多目标优化调度模型,采用逐次逼近动态规划方法进行求解,得到2011～2017年的水库群联合蓄水优化调度过程。结果表明,龙滩水库的蓄水与天生桥一级水库的蓄水具有同步性;因光照水库为龙头水库、岩滩水库开始蓄水时间比其他水库晚,故两水库蓄水受其他水库的影响较小。对于特枯年份,需提前水库群开始蓄水时间及抬高起蓄水位才能蓄满。     

浑河流域水资源合理配置研究

针对浑河流域水资源短缺和水污染问题严重的现状,同时考虑大伙房水库输水工程运行供水后的流域水资源供需变化情况,预测了2020年流域水资源的供需状况,并以流域供水净效益、流域总缺水量和流域协调发展指数为目标建立了流域水资源配置的多目标模型,采用大系统多目标总体遗传算法求解并提出了合理化建议,研究结果可为浑河流域水资源的可持续开发和综合规划决策提供理论支持和依据.     

基于改进库群系统的多目标优化水量调度模型及应用

针对复杂流域水库群水量调度优化分配问题,运用多目标优化基本原理,提出了一种改进多目标遗传算法,建立了流域水量调度多目标优化模型,同时考虑系统的河道水流传播影响。利用建立的模型,以伊洛河流域水库群为研究对象,通过分析伊洛河流域水库调度的特点,将流域供水、灌溉、发电设为目标,采用改进多目标遗传算法对模型进行高效求解,并进行常规调度方法校核,得到洛阳市伊洛河系统水量调度方案。结果合理有效,验证了模型的可行性,解决了传统多目标优化方法难以处理复杂多目标问题的缺陷。     

水库正常蓄水位选取的多目标可变模糊优选方法

以阿尔塔什水库为例,合理选取水库特征水位将有利于解决水资源供需矛盾,在总结分析传统水库正常蓄水位优选方法的基础上,提出采用多目标可变模糊优选方法优选水库正常蓄水位,并与模糊物元模型做了比较分析。结果表明,该方法可均衡不同模型之间的差异,增加了优选结果的有效性、可靠性和实用性。     

基于河流生态需水的水库生态调度模型及应用

针对传统水库调度仅考虑协调防洪和兴利的关系而忽视生态环境的问题,为减少水库对河流生态系统和自然水环境的影响,以黄南水库为例,初步建立了基于河道生态需水量的水库生态调度模型,采用分层序列法将多目标模型转化为单目标优化模型求解。结果表明,确定水库生态优化调度方案是维护或改善河流健康、协调各兴利因子的关键。     

有外调水源的库群联合供水调度研究

针对有外调水源的库群联合供水调度中共同供水任务分水方法存在的不足,结合大伙房—英那河—碧流河水库联合供水的工程实例,建立了有外调水源的库群联合供水并行调节模型,并对库群联合供水常规分水方法进行了改进,提出了一种附加调节系数的动态分水方法,即以成员水库可供水量占总可供水量的比例为基数,在其前附加一个以水库蓄满率为决策变量的调节系数,通过调节系数对共同供水任务进行"二次分配"。与常规分水方法相比,此方法供水任务分配更合理,调度结果更优,可为大伙房—英那河—碧流河水库联合供水工程提供决策参考。     

基于三阶段逐步优化算法的三峡水库水沙联合优化调度研究

针对水沙联合优化调度多目标、高维、难以求解以及泥沙淤积计算具有后效性的问题,以泥沙淤积量为基本目标、发电量为约束目标,利用约束法将多目标水沙联合优化调度模型转化为单目标模型,并采用三阶段逐步优化算法进行求解。以三峡水库水沙联合优化调度为例,获得了满意的水库发电与泥沙淤积的非劣解集及水库非劣运用过程,验证了所建立模型及提出的求解方法的合理性和有效性。     

跨流域水库联合供水调度研究

针对浙江省跨流域引调水工程的特点,提出了水库联合供水调度的并行调节法和聚合分解法,探讨了各方法的计算原理和引水原则。结合实例对两种方法进行了比较,并对联合供水调度使水库可供水量增加的原因进行了探析。研究表明,采用动态库容系数作为引水控制条件是合理的,联合调度计算较单库调度计算可以增加水库的可供水量。     

基于供配水原则的水库群联合供水调度模型

鉴于水库群是一个复杂的大系统,包括水库来水、需水和供水决策等在内的诸多方面,考虑水库群之间的库容调节特点,将水库群等效为一个聚合水库,以聚合水库调度图和供水任务分配原则作为调度模型供水决策变量,引入动态供水分配因子作为成员水库间供水分配原则,确定逐时段不同来水情况下水库群的最优供水方案及成员水库之间供水任务优化分配,建立基于合理供配水原则的水库群联合供水调度模型。实例应用结果表明,该水库群联合供水调度模型可使供水系统的水资源得到充分利用,在满足用水户设计保证率要求的同时,增大了水库群供水能力,减少了无效弃水量,并实现了供水任务在各成员水库之间的合理分配,具有显著的社会效益和经济效益。     

水库水沙多目标联合优化调度研究

针对水库运行中蓄水与排沙的矛盾,兼顾水库防洪、发电、航运及长期利用的综合运用目标,利用多目标决策方法建立了水库水沙多目标联合优化调度模型,即汛期采用分级流量原则控制水位运行,制定分级流量与对应的运行水位,通过水库发电调度与泥沙冲淤计算的耦合,计算在约束条件下水库的发电量、泥沙淤积量及长期综合效益。将该模型应用于三峡水库综合运行研究中,汛期按分级流量原则控制水位运行50年。计算结果表明,与原设计水位运行方式相比,汛期分级流量运行的综合效益增加6.324%、发电量增加5559%、泥沙淤积量仅增加0.148%,可见水沙联合调度的汛期分级流量运行方式能充分发挥三峡水库的综合效益。     

基于改进烟花算法的汾河水库优化调度模型研究

针对水库多目标优化调度问题,采用改进的烟花算法求解带自适应罚函数的水库多目标优化调度数学模型。针对传统烟花算法爆炸半径计算方法在算法运行后期可能出现最优烟花爆炸半径为零的问题,引入自适应动态爆炸半径以平衡算法在解空间的全局及局部搜索能力;针对传统烟花算法位移变异操作的不足,改进其位移变异操作,以提高算法局部搜索的多样性。以山西省汾河水库为例,考虑无引调水和引黄入汾两种情景,分别给出不同情景下汾河水库的调度方案。实例结果表明,模型优化后的各月缺水率平方和比实际降低了66.13%;水库年总发电量比实际发电量提高了22.39%;引黄入汾调水工程的建立可进一步综合提高汾河水库的供水效益和经济效益。