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。     

水库实时防洪调度风险分析研究

依据水库实时防洪调度流程,分析了水库防洪决策风险源;提出了基于洪量预报误差分布的水库调洪演算风险分析和风险率计算方法;建立了水库实时防洪调度风险交互模拟分析模型,为实时决策中的不确定性分析提供了实用工具.     

广域预报信息驱动的水库群实时防洪全景调度研究

针对已有防洪调度模型与方法无法有效应对上下游断面间水力联系的复杂性,未能准确提供并充分利用多个关键性控制断面的水文信息,尚不足以合理协调区域防洪和整体防洪安全的问题,本文开展了多断面洪水广域预报信息驱动的水库群实时防洪全景调度研究。首先依据水库防洪调度规程,使用一维水动力学模型模拟生成多种设计洪水条件下干支流河道沿程断面的水文过程,构建反映水库调蓄影响下的上下游断面间洪水演进动力特性的数据集,并以此为依据建立多断面水位流量的交互效应线性回归预测模型,实现干支流多断面洪水广域预报。在此基础上,提出广域预报信息驱动的梯级水库群防洪全景调度方法。为验证本文模型有效性,以长江上游梯级水库群为实例对象开展研究。结果表明:本文模型在下游断面实时防洪状态与上游库群调度决策之间较好地建立了一种动态响应的互馈机制,能够有效解析调度决策对下游防洪断面的影响,充分利用多断面洪水广域预报信息进行防洪全景调度决策,更好地保证并协调流域中区域和整体的防洪安全。研究成果已在长江三峡水利枢纽调度通信中心初步应用,促进了长江上游水库群防洪调度水平的进一步提升。     

基于风险决策模型的连通水库防洪方案研究

为解决水库库容与来水量不协调的问题,提出修建分洪隧洞连通两水库(连通水库)来分配洪水,提高流域水库群的整体防洪能力,实现洪水资源化利用。以连通水库为研究对象,在对连通水库风险辨识和风险估计的基础上构建考虑防洪、发电和供水的多目标风险决策模型,并运用模糊优选法对模型进行求解,为联合防洪调度方案的优选提供科学的依据。工程实例运用表明,利用连通水库防洪调度多目标风险决策模型可优选出综合效益最佳的防洪调度方案,提高流域的整体防洪能力和水资源配置效率。     

老挝南乌河梯级水库联合防洪调度探讨

老挝南乌河（也称南欧江）干流水电开发已基本完成,如何发挥梯级水库群的防洪作用是调度运行管理面临的难题之一。为提升南乌河流域主要城镇的防洪标准,根据梯级水库的建设状况和运行管理需求,对南乌河梯级水库联合防洪调度的必要性和可行性进行了探讨。在此基础上,以南欧江五级、六级水库为重点,构建了联合防洪调度模型,研究提出了两水库汛期运行控制水位。此外,探讨了南乌河流域水库群联合调度的管理机制,针对性地提出了对策建议。研究成果对提升南乌河流域管理水平、充分发挥梯级水库综合效益具有参考价值。     

防洪风险计算和防洪库容分配模型研究

在汛期,水库的防洪调度分析至关重要,可以为防洪调度工作提供重要保障和依据。通过防洪风险计算和防洪库容分配模型,基于广东某水库的防洪调控数据为研究实例,建立单库和多库的防洪调度模型,根据模型对库容序列进行计算,并拟合库容频率曲线,对短调控期进行风险预测。结果表明,不同的洪水级别和防洪的调度方式会影响上下游水库的互用比例,任一条件的改变都会导致互用比例的不同。梯级水库防洪调度中,上游水库对下游水库的风险率有显著的削减,能够提高下游水库的抗洪能力。     

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PSO的梯级水库联合防洪调度

在分析梯级水库联合防洪调度、上下游水库及防洪保护对象之间复杂的水文水力联系和水库群对防洪保护对象防洪补偿调度方式的基础上,建立了梯级水库联合防洪补偿调度模型,并提出了一种基于粒子群算法的模型求解方法。以湖南省资水流域上柘溪与金塘冲水库为例,根据不同典型年的地区洪水组合,通过模型求解拟定了梯级水库联合补偿调度原则。分析研究结果表明,这种基于PSO的梯级水库联合防洪调度原则是合理的,该模型能在一定程度上简化梯级水库联合防洪补偿调度的复杂性,为解决梯级水库联合防洪补偿调度提供了一条简洁有效的途径。     

防洪预报调度方式综合特性风险率计算方法研究

水库防洪预报调度中的多种不确定性因素是风险产生的根本原因。分析水库防洪预报调度中不确定性因素的随机性、模糊性及灰色性,并在已有的防洪预报调度方式随机风险率计算方法的基础上,提出了随机-模糊、随机-灰色及综合特性风险率的计算方法,研究了水库实施防洪预报调度方式相对于常规调度方式水库风险率的变化。桓仁水库的应用研究表明,防洪预报调度方式综合特性风险率计算方法是可行的,相对于常规调度方式并未增加水库的防洪风险。     

长江上游梯级水库群多目标联合调度技术研究

长江上游梯级水库是流域治理开发保护的骨干性工程,在保障流域防洪安全、供水安全、生态安全等方面发挥着重要作用.为有效解决长江上游巨型水库群防洪、供水、生态、发电、航运、应急等多目标联合调度关键技术瓶颈,开展了"长江上游梯级水库群多目标联合调度技术"研究攻关.首先重点介绍了长江上游梯级水库群多目标联合调度研究的重点难点问题...     

水库实时防洪风险计算及库群防洪库容分配互用性分析

水库防洪调度风险分析是实时防洪决策的重要环节和依据。为评估水库实时防洪风险,本文提出一种基于长系列历史实测径流资料的防洪库容频率曲线推算方法,以此为基础建立了水库实时防洪调度风险分析模型。进一步,从三峡水库实际防洪调度需求出发,分析了三峡水库汛期不同时段实时防洪风险,研究了上游溪洛渡、向家坝水库配合三峡水库进行联合调度时防洪库容频率曲线的变化,以及上下游水库间防洪库容分配及其互用性问题。研究表明,推求的防洪库容频率曲线能帮助判断当前防洪情势,合理利用防洪库容互用性可有效降低三峡水库防洪风险。     

基于特大暴雨分级的水库上限起调水位分析方法

为提高水库抵御洪水能力,增加洪水调度预警时间,保证水库安全运行,提出了基于特大暴雨分级的水库上限起调水位分析方法,首先分析特定历时暴雨总量范围,在此基础上对可能发生的特大暴雨按雨量进行分级处理,对各级暴雨进行时空分配,应用水文模型模拟洪水过程,并按原有调度方法对研究水库进行调洪演算,进而确定安全运行理想暴雨量,在此基础上进一步研究超过安全运行理想暴雨量的各级特大暴雨,计算对应的上限起调水位,为水库预泄调度提供数据参考,增加防洪预警时间,以确保调洪时坝前最高水位不超过允许上限水位。该方法应用于洪渡河石垭子水库,计算确定了原有调度方法下水库安全运行理想暴雨量,并分析了超过该暴雨量的各级特大暴雨对应的安全运行上限起调水位,为石垭子水库防洪调度提供数据支撑。研究发现,部分中小水库防洪调度存在显著特点,按原有调度方式抵御特大洪水能力有限,新方法能够有效提高水库抵御特大洪水的能力。     

黄河上游梯级水库联合运行设计

黄河上游干流龙羊峡至青铜峡河段梯级水库（电站）群装机规模大，梯级电站之间水力联系密切，是西北电网的骨干水电基地。梯级水库群中具有优良多年调节性能的龙羊峡水库和具有良好年调节性能的刘家峡水库。     

Multi-objective Decision-Making for the Ecological Operation of Built Reservoirs Based on the Improved Comprehensive Fuzzy Evaluation Method

With the social progress and economic development, people have put forward requirements for the ecological operation of built reservoirs. However, there are conflicts between the ecological landscape and the existing benefits such as irrigation and flood control, so it is necessary to build a decision-making model for the comprehensive value of the ecological operation of reservoirs. Taking a reservoir project which needs to satisfy multi-objective requirements as an example, this paper proposes a set of decision-making methods for ecological operation of built reservoirs based on improved comprehensive fuzzy comprehensive evaluation method and constructs a multi-objective decision-making model and optimization strategy combination. Through case analysis in this paper, the improved comprehensive fuzzy evaluation method has a good effect on multi-objective decision-making of ecological dispatching of built reservoirs. The research shows that the combination strategy of improving the reservoir’s water storage capacity and the water-saving supporting transformation measures has a good effect, which can reduce the waste of the reservoir diversion project and large-scale high-efficiency water-saving transformation project construction. It embodies the idea of water-saving priorities and space balance and has broad application prospects in the optimization of reservoir ecological dispatch.

     

水库适应性调度初探

变化环境下的水库适应性调度是国际水库调度领域的前沿课题。针对"水库适应性调度",在实时调度方面需重点研究变化环境下的水文预报技术,提高预报精度;在规划和调度规则方面需构建全新的调度规则再编制技术,涉及水文频率分析、非一致性条件下评价指标体系以及水库调度规则的自适应跟踪控制等。为此,从水文时变预报预测、调度指标的动态评价、调度规则的跟踪控制以及柔性调度规则等4个方面提出研究思路与方法,为水库适应性调度理论和方法提供参考。     

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。     

溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库联合蓄水方案与多目标决策研究

为协调好梯级水库联合蓄水调度过程中防洪、发电、蓄水和航运等目标之间的矛盾,实现各水库蓄水时机与蓄水进程的协同优化,以溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库为例,推求了可权衡防洪与兴利之间矛盾的梯级水库联合蓄水方案,主要研究内容主要包括以下3个部分:(1)风险分析,推求了汛末各分期内坝前最高安全水位约束和联合蓄水方案的防洪风险;(2)兴利效益分析,分析了联合蓄水方案的发电和蓄水等兴利效益;(3)多目标决策,评价了联合蓄水方案的防洪风险、发电和蓄水效益,得出了最优非劣质蓄水方案。研究结果表明:溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库的较优联合蓄水方案,分别为9月5日起蓄的同步起蓄方案和9月1日-9月5日-9月10日起蓄的异步起蓄方案,较原设计蓄水方案,年均发电量可分别增加23.76和20.43亿k W·h,增幅分别为3.25%和2.78%;蓄水率可由96.73%分别提高至97.51%和97.57%,两者均可在不降低原防洪标准的前提下,提高梯级水库的综合效益,前者的发电效益较优,而后者的蓄水效益较优。     

洪水实时调度水库防洪能力确定

北方干旱半干旱地区大中型水库采用动态汛限水位控制可以大大提高汛期洪水资源的利用水平,但带来的风险也相应增加。根据水库洪水调度的实际操作过程,制定高效、快速的水库洪水实时调度模式是十分必要的。本文根据水库洪水调度决策的实际操作过程,提出了通过水库实时水位对水库实时防洪能力进行判别决定调度方案的实时洪水调度模式,定义了实时水位和实时防洪能力,构造了实时防洪能力计算模式,克服了传统调度的局限性,使得调度决策方案、调度会商时间大大减小,减少了水库洪水调度的风险。     

苗家坝-碧口梯级水库汛期水位动态控制研究

本文将单一水库预泄能力约束法,推广到梯级水库汛期水位动态控制中,并建立了梯级水库汛期水位联合运用和动态控制模型,假定预报信息准确,在不降低下游保护对象的防洪标准的前提下,最大限度发挥梯级水库的兴利效益。以苗家坝、碧口水库为对象进行了实时调度模拟,其结果相比于原设计汛限水位动态控制方案,减少了弃水,且保证最大出库流量均在可控范围内,达到在不降低防洪标准的前提下提高梯级水库兴利效益的目的,大大提高了洪水资源利用率。     

长江上游水库群联合蓄水调度初步研究与思考

蓄水期是长江中下游地区用水需求最集中的时期,蓄水调度是实现水库综合利用任务最重要的环节。根据水库汛期承担的防洪任务,将长江上游蓄水水库分为仅承担所在支流防洪、自身无防洪任务但承担长江中下游防洪以及承担所在支流和长江中下游双重防洪任务的3种类型。重点分析了承担本河流和配合三峡水库承担长江中下游双重防洪任务的部分控制性水库防洪与蓄水的关系,并探讨了水库提前蓄水的可行性;结合来水的不确定性,分析了在特枯水年、偏枯水年和偏丰水年等不同典型年下三峡水库蓄水调度方式及应对措施。另外就水库群联合蓄水调度研究面临的挑战,提出了亟待开展的工作建议。