滨海地区水资源多目标优化调度模型研究

针对滨海地区水资源系统的特点,以加权相对总缺水深度最小和系统供水总成本最小为目标,建立了平原河网、平原水库群和远距离调水工程体系的水资源多目标优化调度模型;利用多目标粒子群算法(MOPSO)求解,提出了各类约束条件的处理方法,并得到非劣解集;采用距理想解欧拉距离最小准则,得到最好权衡两个目标的最佳协调解,并取得相应的调度结果。以江苏沿海为背景开展实证研究,验证了所建模型和求解方法的有效性。     

高产D-塔格糖植物乳杆菌WU14的L-阿拉伯糖异构酶发酵培养基优化

D-塔格糖(D-tagatose)是一种新型甜味剂,具有降低血糖、改善肠道菌群等功能,被广泛用于食品及药品等领域。植物乳杆菌WU14(Lactobacillus plantarum WU14)可通过L-阿拉伯糖异构酶转化D-塔格糖,为提高其转化能力,以植物乳杆菌WU14的生物量及L-阿拉伯糖异构酶酶活为指标,通过单因素实验与响应面实验对高产D-塔格糖植物乳杆菌WU14发酵培养基及培养条件进行优化。结果表明,发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖4.35 g、L-阿拉伯糖2.71 g、酵母浸粉17.6g、大豆蛋白胨17.6 g、无水乙酸钠10 g、MgSO_4·7H_2O 0.4 g、MnSO_4·2H_2O 0.05 g、K_2HPO_4 0.4g;发酵条件为:发酵初始pH值6.24、发酵温度28.6℃、接种量2%、发酵20 h,在此条件下,植物乳杆菌WU14的菌体量比优化前提高了近48%,L-阿拉伯糖异构酶酶活达42.23 U/mL,D-塔格糖的转化率达到69.6%。培养基的优化显著提高植物乳杆菌WU14的菌体量及L-阿拉伯糖异构酶活力,为D-塔格糖进一步工业化发酵生产提供理论基础。     

基于投影寻踪-K均值的相似洪水动态识别方法

针对K均值算法无法直接应用于高维时间序列相似性分析的问题,基于相似洪水动态识别理论,结合K均值算法和投影寻踪模型的特点,构建了基于投影寻踪-K均值的相似洪水动态识别方法,并以池潭水库历史洪水为例进行验证。结果表明,基于投影寻踪-K均值的相似洪水动态识别方法具有一定的适用性,能够克服洪水间的相位问题,相似性识别结果合理,可为防洪调度提供决策支持。     

淮河上游水库群防洪联合调度效果及潜力分析

水库群防洪联合调度效果与潜力分析,对进一步提高水库群防洪效益具有参考价值。以淮河王家坝以上防洪系统为研究对象,以9场历史实测大洪水为样本,采用控制断面的洪防洪效果指数、综合防洪效果指数、极限潜力、优化潜力和综合潜力指数等作为水库群防洪联合调度的效果和潜力评价指标,王家坝以上水库群在现行的防洪调度水平下,对下游班台、息县和王家坝防洪控制断面防洪效果显著,各水库仍具有不同程度的防洪潜力,进一步研究水库群防洪联合调度具有实际意义。     

基于全微分法的多主体梯级水电站群联合调度增益归因及分配

公平、高效、合理的增益分配是开展多主体水库群联合优化调度的机制保障。以往基于水库库容、装机容量、发电量等单一指标或综合指标构建的按比例分摊方法,未能反映联合增益形成机制和径流变化对增益结果的影响。针对上述不足,本文将联合调度增益依照独立调度和联合调度情景下的效益差异进行逐项定量分解,提出基于全微分法的增益归因-分配模型:建立联合调度增益与时段弃水量、时段蓄量差、累积蓄量差的关系,采用全微分公式定量分解各水库增益贡献。实例结果表明:(1)全微分法可定量解构各水库各时段增益贡献及其物理成因机制,可得到满足增益分配基本原则的分配结果。(2)该方法综合考虑来水条件、水库参数、库群拓扑结构等因素对联合增益的综合影响,弥补了单一指标评价片面性的缺陷,避免了综合指标法中权重系数的确定问题及难以反映增益形成机理的问题。研究为多利益主体梯级水电站群增量效益分配问题提供了一种新的解决途径。     

基于Elman网络和实时递归学习的洪水预报研究

流域洪水形成过程异常复杂且动态变化,一般难以用传统的静态神经网络进行描述。然而,具有反馈连接的动态神经网络能够很好地反映洪水过程这种动态变化特征。为此,研究基于Elman动态网络构建流域洪水预报模型,采用具有在线学习功能的实时递归学习算法进行模型训练,并将所建模型和算法运用于淮河水系响洪甸水库的入库洪水实时预报中。结果表明,所建模型预报精度高,实时性强,能够为流域的防洪决策提供支持。     

基于超额水量分配的水库群补偿调度模型

综合考虑水库的空间位置、空闲库容、入库洪水过程以及后续降雨等4个因素,建立了防洪控制断面超额水量分配模型;根据实时调度中水库起调水位不断变化的情形,提出了反映水库动态调节能力的动态调节系数,并依据动态调节系数,建立了水库群轮库补偿调度模型;以沂河防洪系统为背景,开展了模型的实例研究,并取得了满意的结果。     

市场机制下水电站实时优化调度分层耦合模型

随着厂网分开、竞价上网的电力市场运营机制的实施，发电企业成为竞争主体。为此，分析了市场竞争机制下水电站优化调度的新特点；提出了水电站实时优化调度分层耦合模型结构，描述了分层耦合模型的分层控制原理以及信息反馈和实时校正机制；提出包含电价因子的水电站优化调度目标函数，并详细讨论了分层褐合模型的约束条件。应用实例表明，该模型对实时优化调度有现实意义。     

实时水库优化调度决策支持系统及其应用

水库是水库运行管理的中心环节，在水库调度中，将数学模型与专家系统结合使用，建立长中短期套接的实时兴利优化调度、防洪实时优化调度及其辅助模型系统；各模型通过逐时段滚动控制与反馈相结合，可以增加水库调度的效益，减少不确定性因素对调度的影响，并提出用专家系统对优化调度的各个环节进行评价，以尽可能降低优化调度方案的风险，提高优化调度方案的可接受程序，所提出的方法已编编制出使用灵活方便的软件，并经实际使用，     

基于SWAT模型的平原区地表水资源还原计算方法研究

平原区地势平坦、河网交错,受强人类活动干扰,水文过程复杂。研究基于SWAT模型开展平原区地表水资源还原方法研究,针对平原区地形平坦问题,提出了基于DEM和实际河网矢量图相结合的平原河网水系修正调整方法;针对高强度人类活动对自然下垫面的干扰,提出了基于就近性与相似性原则的SWAT模型参数展布方法;并以安徽省宿州市为背景,分析计算了研究区内各单元的地表水资源量,并与分项还原法计算结果比较。结果表明,SWAT模型模拟得到的多年平均地表水资源量比分项还原法多0.71亿m^(3),显示分项还原法有可能存在还原不充分问题。