灌区水库群系统的经济运行模型探讨

把灌区水库群的运行调度与系统分析方法相结合，针对灌区水资源的调度特点，主要讨论了水库群的运行调度模型，列举出的3种模型以供参考。并对其发展前景进行了展望。     

水库群实时供水优化调度研究

在充分考虑水库群供水调度的实时性、不确定性的基础上,建立了实时供水优化调度模型,该模型包括中长期供需水预测、中长期水库供水优化调度、实时供需水预测、短期优化调度和实时调度修正5个模块,实现了宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正的水库群供水调度。实例计算结果表明,该模型能满足水库供水实时调度运行的需要,调度结果合理、可靠。     

陈蔡水库群洪水联合调度系统简介及运行

针对陈蔡水库群洪水调度系统对整个浦阳江流域防洪调度所起的作用，介绍了陈蔡水库群库群概况、洪水预报调度系统、洪水预报模块、洪水调度模块及系统运行情况。     

流域梯级水库群联合调度研究进展

在阐述国内外梯级水库群联合调度研究的基础上,系统分析了现阶段水库调度的新理念,讨论了梯级水库群联合优化调度在防洪和兴利方面的优点,论述了优化调度过程中确定性方法和不确定性方法的优缺点,并指出当前调度管理中存在调度管理信息化建设不够完善、对流域生态环境造成负面影响等问题。建议:1在运行模式方面将水库调度原则和电力市场原则相结合,在调度模型方面构建既符合实际又便于求解的模型,在模型求解方面引进新理论、新技术;2建立包含梯级水库计算机监测控制系统、水情自动测报系统等为一体的水库优化调度管理模式;3将生态调度纳入联合调度统一考虑,积极探索梯级水库群防洪、兴利与生态环境相互协调、统一的水库综合调度方式,将水库群对河流生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受范围内。     

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。     

长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析

随着长江上游水利工程的陆续兴建投运，干流年来水量和径流年内分配过程发生显著变化，势必对下游水库群调度运行造成较大影响。以长江上游干支流水库群为研究对象，建立上游干支流水库群运行模拟模型以及金沙江下游-三峡梯级水库群联合发电优化调度模型，重点分析中长期尺度上游干支流水库群调蓄对金沙江下游-三峡梯级电站发电能力的影响。研究结果表明：上游干支流水库群调蓄极大地改变了溪洛渡及三峡水库来水年内分配，提高了枯期来水占比，进一步提高了梯级电站发电能力；丰水年条件下，梯级总发电量增加了1.22%,总弃水量减少了14.11%;枯水年条件下，梯级总发电量增加了3.16%,总弃水量减少了15.67%。     

基于DPSA 的梯级水库群优化调度

动态规划法是一种求解多阶段决策优化问题的常用方法,在水库优化调度计算中应用广泛。该方法最大的缺陷就是用于水库群优化调度时易出现"维数灾"问题。逐次逼近动态规划法(DPSA)可以有效克服这一问题,它采用逐次迭代逼近的思想,将一个多维问题分解为多个一维问题求解。本文以水库运行模拟模型为基础,建立了基于DPSA的梯级水库群中长期优化调度模型,以汉江上游梯级水库群为研究对象,选取发电量最大为目标,对各水库库容进行离散,从而求解水库优化运行过程,其结果对于水库优化调度运行具有指导意义。     

基于突变理论和相对风险的水库群联合调度风险补偿

梯级水库群联合调度风险补偿是均衡各水库风险水平、保障效益客观合理分配的重要措施。首先，引入相对风险模型，建立“风险源-风险事件-风险受体-评价终点”概念模型，分析梯级水库群联合调度中各因子的相互作用，进而考虑由水库建设规模和运行方式差异导致的不同风险承担水平差距；其次，借助突变理论多准则评价方法，客观推求概念模型各层的相对风险，量化各水库应承担的风险水平；最后，基于耦合相对风险模型和突变多准则评价的风险补偿模型，对补偿效益分摊方案进行相对风险折减，确定梯级水库群联合调度风险补偿方案。将所提风险补偿方法运用于溪洛渡、向家坝、三峡水库的联合调度，并以补偿效益分摊方案为基准进行对比分析。结果表明：（1）风险补偿方法克服了相对风险模型中系数量化的主观性，有效反映了梯级水库群联合调度效益与风险的互馈与均衡关系；（2）风险补偿方案与水库群实际运行方式相符；（3）风险补偿方法实现了多方合作共赢，有利于提高水库参与联合调度的积极性。通过探讨溪洛渡、向家坝和三峡水库联合调度风险补偿方案，可为梯级水库群联合调度风险分析、效益分配等提供参考。     

基于改进调度函数的梯级水库群联合调度研究

梯级水库联合调度规律是指导梯级水库优化运行的重要手段,目前尚无完整的梯级水库群调度规律的理论体系.为此,提出一种可获取梯级水库群联合调度规律的改进调度函数方法,并应用逐步回归法对调度函数进行拟合及相关因子的选择.以乌江流域梯级水库群为例,开展其联合调度研究.结果表明,该方法计算结果较原设计方案,多年平均发电量比设计值增加了14.43亿kW.h,涨幅达5％,保证出力提高到2431.9 MW,经济效益显著.     

使用遗传算法确定按需灌溉系统水库群的最优调度

提出了一种基于实数编码遗传算法的随机方法，以优化按需灌溉系统中水库群的调度。考虑到水库群的库容，分析了供需差异的精度，并确定了充分入流过程线以确保在需水高峰期水库群的最佳调度。在一个预先确定的置信区间随机生成需水过程线，以应对农户需水的易变性。提出了加权目标函数，包括容许库水位（最高、最低和目标水位）的偏差。为解决优化问题，开发了计算机程序。该模型在意大利福贾省锡尼斯特拉-奥凡托灌溉工程中得到了应用和检验。结果表明，该模型是有效的且鲁棒性强。     

长江上游控制性水库群联合调度及水资源影响分析

针对长江上游控制性水库群联合调度问题,建立了大规模混联水库群联合优化调度模型,并提出离散微分动态规划(DDDP)和逐步优化算法(POA)相结合的混合方法,实现大规模混联梯级水库群联合优化调度问题的高效求解。在此基础上,结合流域长系列历史径流资料,进行了长江上游控制性梯级水库群调度模拟,分析了联合调度的发电效益;并在此基础上,结合相关研究成果,探究并分析了梯级水库群建成投运后,联合调度对流域水资源的影响。成果表明,梯级水库群的建成及联合调蓄对于长江中下游枯水期的流量补偿效益十分明显,供水、航运以及压咸补淡等综合效益十分显著。     

Implementation and Comparison of Reservoir Operation Strategies for the Hoa Binh Reservoir, Vietnam using the Mike 11 Model

Hoa Binh is the largest reservoir in Vietnam. It has been operated since 1990 with the main purposes of flood control in the Red River basin and hydropower generation. Because these different purposes always cause conflicts and disputes during the flood season, it is desirable to improve the current operational regulations of the reservoir. In this paper, the operation rules of the reservoir are analysed by applying the Mike 11 river modelling tool. The model set up includes the main rivers and tributaries of the Red River basin and a logical decision tree defining the reservoir regulation. These strategies define the reservoir release as function of the time of the year, the actual reservoir stage, and the water level forecast at Hanoi. A data set consisting of twenty years of flood season data was used to evaluate the control strategies with respect to flood control and hydropower generation. The reservoir operation using the complete control system and the current as well as alternative regulation strategies has been evaluated and compared to the actual operation practice. Results showed that the implemented control system performs better than the actual operation. In addition, lowering the target downstream water level for flood control improves the operation with respect to both flood protection and hydropower generation. An alternative strategy where the target water level in the reservoir is increased can improve hydropower generation but at the expense of a reduced flood protection.     

基于库容风险频率曲线的水库群联合防洪调度研究

水库实时防洪调度决策是一类多目标、多阶段、多约束的复杂决策问题,风险分析是实时防洪决策的重要环节和依据,本文提出一种基于防洪库容风险频率曲线的梯级水库群防洪风险共担理论及水库风险-调度-决策理论体系,并结合溪洛渡、向家坝、三峡水库实际情况,运用自主研发的梯级水库群联合防洪调度风险分析模型,分析梯级水库群在汛期不同时段的防洪风险,并将风险率引入实时防洪调度决策,以期为水库群防洪调度提供决策依据,提高联合防洪调度系统综合利用效益。研究表明,实时调度过程中考虑风险率因素能够在保证防洪安全的同时有效提高水库群综合效益,风险-调度-决策理论能够为水库群调度方案优选提供依据。     

地表水与地下水的联合调蓄及其供水风险性分析

本文阐述了年调节水库与地下水联合调蓄的模拟分析方法,并通过对石佛寺水库地表水与地下水联合调蓄模拟计算,提出了石佛寺平原水库地表水与地下水联合调蓄的供水规模及其运行方式。建立风险分析模型,进行了供水系统的风险性分析。     

岩溶发育地质条件下的库区三维渗流场分析及渗控效果评价

我国是世界上岩溶地貌分布较为广泛和典型的国家之一,因而在岩溶发育地质条件下建库筑坝成为坝工界普遍重视的技术难题。库址区的渗流分析和控制评价是大坝设计及运行过程中的一个重要环节,对库址区岩土体及水工建筑物的安全和水库运行的经济合理性有着重要的影响。选取某岩溶发育地质条件下的水库大坝工程,结合工程特点,建立反映主要坝体结构和库址区水文地质特征的渗流分析三维有限元模型,采用饱和-非饱和渗流计算理论计算分析运行期库址区渗流场,并研究库址区坝体、坝基及两岸岩体渗流特性和变化规律,进而对工程所采取的防渗体系的合理性进行评价。结果表明：设计防渗体系能够有效降低库址区地下水位,库址区各部位渗透坡降总体较小,能够满足渗透稳定要求,并且在当前防渗系统作用下,库址区渗漏量得到有效控制。     

并联供水水库联合调度规则最优性条件研究Ⅰ:理论分析

水库群联合调度规则最优性条件是科学制定水库群联合调度策略的理论基础,也是确定水库群蓄放水次序的重要依据。先确定水库群系统总供水量进而优化其在各个水库中的供水任务分配是水库群联合调度中最常见的做法,因而由总供水量确定规则和供水任务分配规则(蓄水量空间分布规则)构成的水库群联合调度规则也是最常见的调度规则。本文以并联水库群系统中这类调度规则为研究对象,采用库恩-塔克条件(K-T条件),给出了这类常用调度规则的最优性条件及其对应的时段可利用水量阈值范围,提出了水库蓄放水优先次序的划分标准。研究结果表明:由总供水量确定规则和蓄水量空间分布规则构成的水库群联合调度规则适用条件较差,而且仅当水库群系统中每个水库可利用水量与系统总可利用水量始终维持在给定的阈值范围内时,并联系统调度运行的最优性才能得到保障。     

基于随机模拟和并行计算的水库防洪调度风险分析

由于洪水预报、洪水类型、工程状态、管理决策等诸方面不确定性因素,水库实际防洪调度不可避免地存在各种风险,水库防洪调度风险分析研究显得尤为重要。为确保防洪安全,降低大坝及下游综合洪灾损失,对水库防洪调度风险分析进行了全面梳理,分析和识别了水库防洪调度风险的关键影响因素,探明了洪水预报误差、不同典型洪水、初始起调水位和防洪调度滞时等不确定性因素。研究了基于蒙特卡罗随机模拟的不确定性因素模拟手段,建立了并行计算模式下水库防洪调度风险分析模型及其计算流程,并定量分析了不确定条件下的水库防洪调度风险。相关成果可为快速方便、科学合理的水库防洪调度运行方式和安全管理提供技术支持。     

Basin/Reservoir System Integration for Real Time Reservoir Operation

This paper demonstrates the basin/reservoir system integration as a decision support system for short term operation policy of a multipurpose dam. It is desired to re-evaluate and improve the current operational regulation of the reservoir with respect to water supply and flood control especially for real time operation. The most innovative part of this paper is the development of a decision support system (DSS) by the integration of a hydrological (HEC-HMS) and reservoir simulation model (HEC-ResSim) to guide the professional practitioners during the real time operation of a reservoir to meet water elevation and flood protection objectives. In this context, a hybrid operating strategy to retain maximum water elevation is built by shifting between daily and hourly decisions depending on real time runoff forecasts. First, a daily hydro-meteorological rule based reservoir simulation model (HRM) is developed for both water supply and flood control risk. Then, for the possibility of a flood occurrence, hourly flood control rule based reservoir simulation model (FRM) is used. The DSS is applied on Yuvac?k Dam Basin which has a flood potential due to its steep topography, snow potential, mild and rainy climate in Turkey. Numerical weather prediction based runoff forecasts computed by a hydrological model together with developed reservoir operation policy are put into actual practice for real time operation of the reservoir for March – June, 2012. According to the evaluations, proposed DSS is found to be practical and valuable to overcome subjective decisions about reservoir storage.     

FUZZY OPTIMAL DECISIONS FOR MULTIOBJECTIVE FLOOD CONTROL SYSTEM OF CASCADE RESERVOIRS

１．　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｄｅｃｉｓｉｏｎｓｏｆｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｌｏｏｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓａｒｅｎｏｔｏｎｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｆｌｏｏｄｄａｍａｇｅｌｏｓｓ，ｂｕｔａｌｓｏｈａｖｅｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｉｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｂｅｎｅｆｉｔ．Ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｌｏｏｄ…     

水库长期优化调度模型探讨

在水库长期优化调度问题中,一般以发电量最大为优化调度模型。考虑到电力市场的影响,综合水电站水库自身约束和电力系统调峰要求,建立以水电站发电效益最大为目标的优化调度模型,并通过实例计算比较这两种模型,发电效益最大模型较发电量最大模型更为符合实际。