安徽省港口湾水库兴利调度方案研究

港口湾水库兴利调度运用现状以发电为主,水库灌区建成后转变为发电和灌溉结合,现状调度方案不能满足未来灌溉供水要求。本文从灌区建成后的水库多年平均水库弃水量、汛后蓄满率、多年平均发电量等角度优化水库调度方案,结果推荐:灌溉期水库控制水位128.1m,非灌溉期控制水位131.1m,当水库水位高于控制水位128.1m~131.1m时,通过发电将水库水位降至该水位;当水位低于控制水位时,只有在下游有用水需求时,才可放水发电。     

金沙江梯级水库群供水发电联合调度研究

为使金沙江下游梯级水库群在不同典型年、不同调度期下的实际调度中发挥最大效益,以梯级总发电量最大和缺水量平方和最小为目标,建立金沙江下游水库群优化调度模型,采用NSGA-II算法对其进行求解,得到不同典型年和分周期下的非劣解集,并引入置换率的概念分析两目标间的竞争关系,最后分析了枯水年不同偏好下的水位过程。结果表明：发电与供水目标间的竞争关系主要体现在水库蓄水期与供水期,在汛期与汛前消落期为协同关系;供水-发电目标置换率随梯级发电量呈递增趋势,依据置换率曲线得到不同梯级发电量情况下提高单位发电量对供水造成的影响,在实际调度中设置合理发电量可以使得发电、供水目标效益最大化。     

考虑生态调度的水库多目标调度模型初步研究

针对水库运用过程中发电、防洪与生态之间的矛盾,建立了水库发电、防洪与生态调度子模型;然后以水库发电、防洪与生态调度为基本目标,应用多目标决策方法,建立了水库多目标联合调度模型;为减少水库多目标联合调度的工作量和难度,以子模型计算结果为基础,建立水库运行参数与目标之间的函数关系,将各目标有机地联系在一起,据此进行水库多目标联合调度.在此基础上,以滩坑水库为对象,进行多目标联合调度表明,模型能较好地反映各目标之间的相互关系和变化过程,具有工作量小、考虑问题全面的特点,是解决水库多目标调度问题的一种有效方法.     

汾河灌区水资源联合调度

根据汾河灌区各类水资源不同的水质水量,制定供水原则,将灌区内水资源系统分为3个子系统,建立了灌区水资源系统调度模型。以多年平均缺水量最小为目标,以2座梯级水库为核心,制定水资源系统常规调度规则;以多年平均缺水量最小为主要目标、年发电量最大为次要目标进行水资源系统优化,采用分层序列法将多目标转化为单目标,即在满足主要目标的可行解内选择满足次要目标的最优解。优化结果表明,与常规调度结果相比,水库综合供水能力有所提高,地下水多年平均引水量有所减少,而区间多年平均引水增加,灌溉用水保证率与生态用水保证率都明显提高,多年平均发电量和稳定发电时间均有所增加,证明该方法是合理可行的。     

金沙江下游梯级水库发电出力区间优化研究

传统的水库调度单点最优决策常基于动态规划系列算法求解,据此改进得到的区间近优决策虽然提高了调度灵活性,但是受限于径流多样性与目标维度。采用随机径流模拟器扩展径流输入,构建梯级水库发电联合调度模型并结合“参数-模拟-优化”框架,对累积目标（多年平均发电量）、最值目标（最小出力）和阈值目标（出力保证率）进行稳健性优化,应用于金沙江下游梯级水库并探讨多个方案下的优化发电出力区间。结果表明：虽同为发电效益,最小出力目标与多年平均发电量、出力保证率目标依旧存在相互制约的关系;基于maximin指标优化可以提高最值目标的稳健性;折中方案在权衡多个目标的基础上可增加多年平均发电量93.2亿kW·h(+4.96%),采用20%～80%分位数归纳折中方案的坝上水位柔性决策区间,可指导金沙江下游梯级水库发电联合调度运行。     

黄河小浪底水库水–沙–电耦合过程计算

小浪底水库是保障黄河下游防洪、供水等目标的关键性骨干工程,故研究小浪底水库优化调度方式对于水库塑造下游河道形态及排沙减淤等方面具有重要意义。本研究建立了小浪底水库水-沙-电耦合的优化调度模型,通过经济价值量化发电效益与水库排沙减淤效益,形成发电效益最大和综合效益最大两类优化目标;根据小浪底水库拦沙后期调度规程,对坝前水位、下泄流量、水轮机出力进行约束,并且采用动态规划逐日求解,分析了在不同优化目标下典型枯水年(2015年)与丰水年(2012年)的调度方案及其结果。结果表明：1) 当优化目标为发电效益最大时,2015年和2012年的优化方案分别实现了71.30亿kW·h和102.15亿kW·h的发电量;2) 当综合效益最大为优化目标时,2015年的优化方案可实现排沙量0.31亿t与发电量70.17亿kW·h,而2012年的优化方案可实现排沙量1.66亿t与发电量95.24亿kW·h;3) 两种优化目标都实现了综合效益的提升,而以综合效益最大为优化目标时,牺牲部分发电效益来换取汛期库区冲刷,增加了水库使用寿命与水库排沙减淤效益,相较实际方案进一步提升了综合效益;4) 两个典型年份的优化方案均较实际调度结果实现了发电效益与综合效益的提升,且丰水年的提升更为明显。此外还针对典型年份现有调度方式,提出了相应的优化建议。     

灌溉梯级水库的发电优化调度

本文研究了由两个多年调节水库组成的,灌溉为主的长、葫梯级水库的发电调度问题。文中根据灌溉水库的供水特点和梯级水库补偿调节的要求,应用随机动态规划理论分别按上、下调度线拟定了两库联合调度的目标函数和递推方程及其求解步骤,通过电子计算机的大盈计算,绘制了两库各自的优化调度图,并以水库27年来,用水资料进行长系列操作,验证调度图的可行性和效益。结果证明方案是可行的,效益是明显的,基本克服了灌溉供水稻发电之间的矛盾,解决了发电的季节性和可靠性问题,能在满足灌溉设计供水条件下,为电力系统提供保证电能和保证出力。     

基于遗传模拟的水库发电优化调度模型及应用

为快速高效绘制适宜性强、效益高、便于操作的水库发电调度图,以常规发电调度图运行方式（时历法）作为模拟规则,以保证出力保证率满足前提下发电量最大为目标函数,借助实码加速遗传算法的并行计算能力,把调度图绘制（模拟规则）与有效性检验（智能优化）结合起来,建立水库发电优化调度模型。作为实例,应用该模型于中国某大型年调节水电站优化调度图绘制中。结果表明：该模型是有效的,可以考虑下游生态需水等水电站优化调度若干复杂约束条件与水库管理者的经验（常规调度绘制方法不能）,调度图更符合实际;把调度图的绘制与有效性检验结合起来,得出的调度图无需再检验,较常规方法更为快速高效;利用了遗传算法的并行计算能力,可快速获得满足保证出力要求的多组优化调度方案（调度图）,决策信息更加丰富。     

计及电网运行协调性的节能减排多目标发电调度

建立了综合考虑电力系统节能减排和协调运行的多目标发电调度模型.模型中以降低燃料成本、有功网损和提高电网运行协调性指标为优化目标,其中运行协调性指标定义为支路负载率的标准差,以衡量支路潮流分布的均衡度.基于改进多目标差分进化算法(I-DEMO)获取模型的帕累托最优解集后,采用逼近理想解排序法(TOPSIS)提取出最优发电调度方案.IEEE 30节点系统算例结果验证了所述发电调度方法的有效性.     

基于嵌套优化的梯级水电站日总负荷分配研究

电力电量平衡是电力调度部门进行效益均衡,合理安排电站运行的重要手段。梯级水电站水力联系紧密,经常作为一个整体参与全网电力电量平衡。针对梯级水电站整体参与电力电量平衡后,总负荷在梯级水电站间的协调分配问题,本文建立了梯级水电站短期日总负荷分配模型,为了在负荷分配的过程中同步得到梯级各电站的优化运行方案,提出了模型求解的嵌套优化算法,算法以梯级总蓄能最大为外层优化,寻优计算过程中嵌套以发电量最大化为目标的短期优化计算单元为内层优化,外层优化实现了日总负荷在梯级各电站间的合理分配,同时内层优化计算单元实现了各电站优化运行方式的生成。以大渡河大岗山及以下梯级水电站为例选取了典型日进行实例计算,计算结果表明：优化分配方案通过控制性水库的水量调节作用满足日总负荷目标要求,同时其余调节能力较弱的水库日初末水位保持一致,且日内水位变化过程较为合理,有效利用了水库的调节能力;另外梯级各站均无不合理弃水,负荷过程在同一峰平谷时段内平稳,并且满足一定的峰谷比的要求,能为电网制定并下达梯级发电计划提供实用参考。总体来看,本文提出的日总负荷分配模型与嵌套优化计算方法原理简单、易于操作,能够实现梯级电站间的水量电量的合理匹配,达到高效利用水能资源的目的。     

黄柏河流域水库水电站群多目标短期优化调度

根据黄柏河流域水库群供水、灌溉、发电综合利用3个目标的用水优先权,在满足供水和灌溉的总用水量要求的前提下,采用约束法将多目标转化为系统发电效益最大的单目标,建立了优化调度模型.在分析了3个目标用水特征的基础上,采用聚合分解的思想,以共同的平均发电耗水率指标将多决策问题聚合为单决策问题,对总用水量在时间上进行了优化分配.随后,结合电力系统日负荷特征,对总用水量在空间上进行了分解.计算结果表明,在协调好矛盾的同时,较大程度上提高了系统的经济效益,可为相似流域提供参考.     

水库调度方式对三峡水库泥沙淤积的影响

运用一维非恒定非饱和输沙数学模型,计算分析不同调度方式下三峡水库的淤积过程及淤积量的变化,通过对比可以看出,汛期限制水位对三峡水库最终的淤积平衡具有重要影响.汛限水位在汛前、汛后一定范围内的变化及正常蓄水位在一定范围内的变化仅会改变水库的淤积过程,对水库的最终平衡淤积量影响不大.一定来水来沙情况下,汛期的坝前水位最终决定了水库淤积平衡后的淤积量.因此,在制定调度方案时要特别注意汛期的坝前水位及持续时间,这对减少三峡水库淤积、增大水库发电、防洪和航运效益具有重要意义.     

基于纳什-古诺均衡和Chatterjee-Samuelson 议价模型的梯级水库水调决策研究

水库具有调节能力,其调度方式受供水需求及发电计划等诸多因素影响而属于多目标决策问题。通过对博弈论中关于纳什-古诺均衡和贝叶斯博弈条件下的ChatterjeeSamuelson议价模型研究,建立了流域梯级水库的水调决策模型。同时针对梯级水库在掌握其他决策者信息量不同的情况,分别建立决策的静态和动态博弈模型进行针对性研究。将模型应用于四川岷江某水利枢纽水调决策的研究,表明其可以对梯级电站的决策行为进行分析和模拟,从而降低决策风险,增强流域调度的均衡性,优化经营策略。     

生态友好型水库调度控泄方案的评价

通过对水库下泄流量范围的控制,表达河流生态系统对径流的要求.针对各种控泄方案,以最大化经济目标为准则对水库运行方式进行优化.假定建库前的天然径流系列是最为理想的状态,通过比较某控泄方案下的调度出流与天然径流的贴近程度,来衡量该控泄方案与生态的友好程度.在此基础上,建立了生态友好型控泄方案的综合评价指标体系,并应用基于欧氏贴近度的复合模糊物元法进行计算,实现了不同方案的综合比选.以二滩水电站为实例,结果表明所建立的评价模型是可行的.对于二滩水电站,尽量维持径流天然特征的调度方式,在水库长期调度中能较好地兼顾发电与河流健康.     

综合利用水库优化调度模型研究

针对综合利用水库的特点,从充分利用水库资源的角度出发,建立了以弃水量最小为目标的优化调度模型,并对此模型采用了变步长增量动态规划方法求解。在求解寻优过程中,利用了前期研究成果的优化调度线做为初始壮态序列,并逐次迭代,直到逼近最优决策序列和最优状态序列。通过实例计算表明,所建立的这种模型是合理的。这一模型在寻求 水库弃水量最小的同时,也增加了灌溉、发电、供水方面的效益,为综合利用水库的优化运行提供了依据。     

姚东水库群联合供水研究

建立了姚东地区多水库联合运用工况下的水库群联合供水模拟模型.该模型以系统年总供水量最大为目标,以日为计算时段,以水库日供水量为决策变量,以水库库容、可供水量、供水保证率等为约束条件.模型可以进行水库之间的补偿调节,并根据供水权重系数进行水库日供水量分配.模型采用基于规则的模拟法求解.研究表明,通过水库群联合供水调度可以增加系统14.3%的供水量.     

红水河龙滩、岩滩梯级水库汛末优化调度策略

针对汛末防洪与兴利的矛盾,在分析汛末洪水特性的基础上,考虑梯级水库上下游之间的水力联系,以满足流域防洪安全为前提,提出了"库容高低配"调度模式,通过预泄能力约束和库容补偿调度,建立了基于"库容高低配"策略的水库群汛末蓄水调度模型,制定梯级水库汛末优化调度方案。通过红水河流域龙滩、岩滩水库2017年的汛末优化调度实践得知,龙滩、岩滩水库开展汛末联合优化调度,利用部分库容对中小洪水进行调节,适当抬高水库的汛末运行水位,可以显著提高流域洪水资源化利用效率,充分发挥龙滩、岩滩水电站的综合利用效益,通过汛末优化调度方案在确保流域防洪安全的前提下,可增加发电5.37亿kW·h,减少弃水16.63亿m~3。     

水库生态调度的内涵与模型构建

从当前阶段河流生态环境治理与修复过程中重要性的角度,总结已有研究成果,归纳了水库生态调度的基本概念和内涵,分析了生态调度研究领域的研究现状和存在的问题,提出了基于多尺度耦合机制、目标协调机制、特征水流生成机制与调度方案滚动修正机制的生态调度模型基本框架,并结合模型结构和研究方向,认为生态监测网点建设、生态安全评估体系、生态目标识别、目标的协调机制、生态调度图、生态水工建筑物设计以及考虑生态需求的水库调度决策支持系统将是未来该领域优先发展的子领域与主题.     

综合利用水库优化调度模型研究

针对综合利用水库的特点,从充分利用水资源的角度出发,建立了以弃水量最小为目标的优化调度模型,并对此模型采用了变步长增量动态规划方法求解.在求解寻优过程中,利用了前期研究成果的优化调度线做为初始壮态序列,并逐次迭代,直到逼近最优决策序列和最优状态序列.通过实例计算表明,所建立的这种模型是合理的.这一模型在寻求水库弃水量最小的同时,也增加了灌溉、发电、供水方面的效益,为综合利用水库的优化运行提供了依据.     

长江三峡工程重庆库区消落区生态保护与整治工程研究

消落区概况 三峡水库消落区是三峡库区的重要组成部分,是一个水位冬涨夏落、不同于自然枯洪期水位规律的特殊干湿交替的生态地区,是水、陆及其生态系统的交错过渡与衔接区域,是生态脆弱带、敏感带和易污染、易破坏带.消落区生态环境既受水位涨落、水库水体质量和库岸带人类活动的影响,又影响着水库水体质量、库岸带人类的生产、生活与健康以及库区区域经济社会的发展,是一个特殊的自然、经济、社会的复合生态系统.