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     

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。     

水库优化运行的随机多目标动态规划模型

本文提出了求解水库优化运行方案的随机多目标动态规划(SMODP)模型,给出了该模型的非劣解集的求取方法及计算特点,并对一个水库运行的多目标优化问题进行试算,分析了运行中多目标指标之间的关系。     

丁东水库至三水厂供水系统试通水运行试验分析

通过对供水系统通水试验得出的数据及出现问题的原因分析,检测了系统的设备性能及工程施工质量,对今后系统的运行起到借鉴和指导作用。     

多级泵站供水系统运行控制方案研究

多级泵站供水系统运行控制是受多因素制约、需综合考虑的复杂技术问题.介绍了由井群、多级泵站和储水池等设施所组成的复杂供水系统的运行控制方案.该工程输水管道长,供水流量大,工艺设施繁多,运行工况多变,运行控制复杂.其控制系统采用流量平衡控制原理,详细介绍了各级泵站输出流量的控制和各水池水位的设定和调节策略.     

蔬菜大棚供水系统优化设计及安全运行

供水是蔬菜大棚安全生产的基础条件,供水系统也是蔬菜大棚的主要基础设施。针对北方某蔬菜大棚及其外部环境,遵循棚室种植作物需水规律,构建涵盖水量供应、水质保障、水能转换、水温控制的蔬菜大棚供水系统,并配套提出安全管理措施。经实践检验,该供水系统能够保障棚室安全生产,对当地农业发展、农民增收、脱贫攻坚具有积极作用。     

供水系统瞬变流分析及运行调节安全研究

为解决供水系统在实际运行中由于需水量变化、事故停泵等原因引起的水锤问题,结合实际供水工程,基于特征线法建立水泵供水系统水力过渡过程模型,进行瞬变流复核及运行调节安全优化的相关研究。实际工程表明,在无水锤防护措施的情况下,事故停泵会引起管路当中出现过大的负压,通过布置低位调压塔的水锤防护措施,有效解决了负压问题,保证了供水系统工程的安全运行;通过降低水厂接入点的供水压力,在满足系统安全的情况下,增大了泵组供水量,提高了节能效益,实现了供水工程的经济运行。     

抚顺市中心城区供水系统规划研究

针对抚顺市中心城区供水系统现状及存在问题,充分利用中心城区现有水资源、供水设施,对中心城区供水系统进行了规划设计。规划方案切合实际,经济合理,为保障抚顺市经济可持续发展用水提供了有力的技术支持。     

水库群防洪系统优化调度模型及应用

本文以澧水流域中上游江垭、皂市及宜冲桥3个水库及其下游河道防洪系统联合优化调度问题为背景，建立了基于河道洪水演进方程与多目标离散微分动态规划的水库群防洪系统多目标优化调度模型，给出了一种离散微分动态规划与马斯京根洪水演进相结合多目标优化算法.经计算分析，结果满意.     

跨流域供水水库群调水启动标准研究

本文提出了一种新的调水启动标准,该标准是由一组对水源水库与受水水库的蓄水状态综合判断条件构成。文中建立了跨流域调水启动标准优选的水库群联合调度模拟-优化模型,该模型以用水户缺水程度最轻、水库群弃水量最小和实际调水量与水行政主管部门确定的调水量之间的误差最小为目标函数,并采用并行多种群混合进化的粒子群算法PMSE-PSO对该模型进行优化求解。以我国北方3座具有多年调节性能的大型水库为例,进行了跨流域调水工程研究,结果表明：新的调水启动标准与水库群联合调度模型具有合理性与有效性。     

水库群系统发电调度的合作博弈研究

水资源的竞争性和非排他性导致水库管理者基于个体利益进行发电调度,使得水库在满足个体利益的同时往往忽略了系统的整体效益。为了在保证个体利益的基础上实现系统总效益的最大化,建立了梯级水库群发电调度合作博弈模型;采用改进后的水循环算法对模型进行分层求解。以金沙江两库与三峡梯级构成的梯级水库群为研究对象,选取典型年进行实例计算。计算结果表明：梯级水库群发电调度的合作博弈模型在获得系统最大效益的同时使得个体利益达到Pareto最优状态,实现水库群总效益和单库个体效益的双赢,既优于联合优化调度模型又优于单库优化调度模型。该合作博弈模型及其新解法可为水库群调度决策分析开创一种新思路。     

Improved particle swarm optimization algorithm for multi-reservoir system operation

In this paper, a hybrid improved particle swarm optimization (IPSO) algorithm isproposed for the optimization of hydroelectric power scheduling in multi-reservoir systems. The conventional particle swarm optimization (PSO) algorithm is improved in two ways: (1) The linearly decreasing inertia weight coefficient (LDIWC) is replaced by a self-adaptive exponential inertia weight coefficient (SEIWC), which could make the PSO algorithm more balanceable and more effective in both global and local searches. (2) The crossover and mutation idea inspired by the genetic algorithm (GA) is imported into the particle updating method to enhance the diversity of populations. The potential ability of IPSO in nonlinear numerical function optimization was first tested with three classical benchmark functions. Then, a long-term multi-reservoir system operation model based on IPSO was designed and a case study was carried out in the Minjiang Basin in China,where there is a power system consisting of 26 hydroelectric power plants. The scheduling results of the IPSO algorithm were found to outperform PSO and to be comparable with the results of the dynamic programming successive approximation (DPSA) algorithm.     

水库群发电优化调度遗传算法整体改进策略研究

针对水库群发电优化调度的高维性和复杂非线性,提出了一种收敛性全面改善的改进自适应遗传算法。改进算法采用了整体改进策略:初始种群生成方面,运用加入混沌优化的初始种群解空间生成法,改善初始种群质量;选择运算方面,采用对适应度函数进行非线性转换的三角函数选择算子,保持种群多样性;交叉和变异运算方面,采用随个体优劣和种群分散程度自适应调整的交叉概率和变异概率,提高算法收敛性。以典型入库流量下三峡梯级水库发电优化调度为实例,对比了上述整体改进策略和传统改进策略,结果表明:整体改进策略和传统改进策略相比,在克服遗传算法早熟和提高算法收敛性能方面有一定的优势,改进自适应遗传算法适用于求解水库群发电优化调度问题。     

库群长期优化调度的正交逐步优化算法

为解决逐步优化算法(POA)求解库群长期优化调度时存在的"维数灾"问题,结合正交试验设计方法提出了正交逐步优化算法(OPOA),分别从阶段维、状态维和空间维进行降维求解。算法采用POA将多阶段决策问题分解为若干两阶段子问题,以目标函数为试验指标,水库为试验因素,离散状态为因素水平,各子问题的优化求解视为分别开展多次正交试验设计,通过逐次加密离散水库状态并构造"均衡分布、整齐可比"的状态集合进行计算,直至获得最优解。乌江梯级水库长期优化调度结果表明,OPOA仅需POA耗时的28.4%即可获得全局最优解,显著优于粒子群算法,是求解库群长期优化调度的有效算法。     

复杂水库群共同供水任务分配问题研究

本文以大伙房-观音阁-葠窝水库群为研究实例,首先根据水库群的拓扑结构和共同供水目标的分布情况,分层构建了两个虚拟聚合水库和相应的联合调度图;并根据水库自身属性以及供水任务,在分配共同供水任务时联合使用分水比例法和补偿调节法两种方法;同时设置补给限制线以避免过度补偿。然后以此构建水库群联合调度模型,并采用改进遗传算法对模型进行优化求解,得到相应联合调度规则。最后为了检验该联合调度规则的合理性与有效性,设置不考虑补给限制线分配方案,对两种方案的调度结果进行对比分析,分析结果表明考虑补给限制线的补偿调节法可以更好地分配观音阁-葠窝水库共同供水任务,提升整个库群的供水效益。     

梯级水电站群中长期优化调度的离散梯度逐步优化算法

充分利用现有水电资源,进行库群中长期优化调度是构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要措施。逐步优化算法(POA)将多阶段问题转化为多个两阶段子优化问题,是求解中长期库群优化调度较为广泛且有效的一种方法。但随着水库数目的增加,POA仍会面临严重的"维数灾"问题。本文以梯度下降法为基础,提出离散梯度的概念及离散梯度逐步优化算法(DGPOA),该方法在不直接求导的情况下充分利用局部离散梯度信息确定最优搜索方向,可以快速获得优化结果。最后将该算法应用到澜沧江流域五水库梯级系统中,在不同离散精度和来水条件下,利用POA、POA-DPSA和DGPOA算法对梯级水库进行优化计算。结果表明,在不显著降低全局搜索能力的情况下,DGPOA的计算速度分别达到了POA-DPSA算法的8~12倍,POA算法的50~250倍,是一种解决梯级水库站群中长期优化调度中"维数灾"问题的有效方法。     

有外调水源的库群联合供水调度方法的改进

针对有外调水源的库群联合供水调度常规方法存在的不足,在调水规则和共同供水任务分配方面进行了改进。在调水规则方面,提出了一种调水过程控制的双调水控制线法,该方法在调度图中引入上下两条调水控制线,两线之间形成一个调水启闭的"缓冲区",有效克服了单调水控制线法调水启闭频次过多的缺陷,易于实际应用。在成员水库共同供水任务分配方面,提出了一种附加调节系数的动态分水方法,通过与成员水库蓄水状态相关的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,供水任务分配更加合理,有效降低了供水成本。在大连市供水系统中的应用实例,验证了改进方法的有效性与合理性。     

跨区域调水多水源水库群系统供水联合优化调度多情景优化模型研究与应用

含跨区域调水的多水源水库群系统调度决策中需协调保障供水效益与降低供水成本的多目标矛盾,在综合考虑本地水资源与外调水资源供水相对成本差异的基础上,根据引调水成本的相对高低提出供水成本递增的多情景分层优化模型,以降低系统总缺水率为优化目标、限定外调水量为约束条件,分情景求解多水源联合供水方案并分析目标间矛盾关系。以南水北调东线受水区江苏段及洪泽湖、骆马湖为研究对象的水资源系统调度为应用实例,计算结果表明:(1)两湖的本地水资源能满足平水及以上年型的用户用水需求;(2)当洪泽湖遭遇偏平及以上量级来水,且相对骆马湖来水丰沛时,启用洪泽湖向骆马湖调水可降低公共用户及骆马湖周边用户缺水量;(3)在现行协议供水量条件下,引调江水可解决洪泽湖、骆马湖枯水年型组合下的缺水问题;(4)多年平均条件下,引调0.6倍协议引江水量是均衡考虑降低系统缺水及引江水成本的折中方案。模型可为跨区域调水系统中多种水资源工程水量联合调度决策提供决策参考。