Redis内存数据库在长江上游水资源管理决策支持系统中的应用研究

随着流域巨型水库群的建成投运和流域水文监测站网体系的逐步完善,水资源时空数据日趋庞大,导致已有水资源管理决策支持系统服务器压力剧增、响应速度降低、易崩溃等问题的发生.为此,研究引入开源的Key-Value模型内存数据库Redis,设计了一种快速高效的数据交互框架,避免频繁的磁盘I/O操作,实现系统响应速度的数量级提升....     

水库容积特性曲线定线及其在调度中的应用

发电调度模型中水库容积特性的离散化表征导致调度模型数学解析变得困难和模型求解效率低,而已有研究对水库容积特性的函数化表征缺乏统一性,有必要开展水库容积特性曲线定线研究。本文基于水库水位-库容实测离散数据点,通过线性和非线性最小二乘拟合获取不同线型的水库容积特性曲线,并对不同线型容积特性曲线的拟合优度及工程应用效果进行综合评价。长江流域23座水库的实例研究表明,幂函数型容积特性曲线在描述水库容积特性方面具有广泛适用性和良好可靠性,可作为表征水库容积特性的一种通用性线型。研究可在促进各类发电调度模型解析优化求解方法的内在统一性以及提升模型求解效率方面发挥效用。     

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。     

长江上游流域水资源承载力及其障碍因子研究

为推求长江上游流域水资源承载力演变规律,以各地水资源公报实测数据为基础,预测值为延长数据计算了2005年～2035年流域水资源承载力,发现在2010年后长江上游的承载力出现逐步改善的良好势头。通过引入障碍度概念量化各指标对承载力的影响程度,发现与工业用水相关的指标逐渐取代生活用水成为影响承载力的最劣因素。     

三峡水库蓄水前后植被覆盖对气候的响应

为揭示三峡水库蓄水前后区域植被覆盖对气候变化的响应规律,基于SPOT NDVI和实际观测气象数据,采用偏相关系数法分析了三峡水库蓄水前后长江上游干流区间寸滩至宜昌段及外围100 km的气象因子与植被覆盖的相关性,同时对其非线性映射关系进行了研究。结果表明:在长江上游干流区间寸滩至宜昌段及外围100 km区域内,植被覆盖对气温和降水变化的动态响应具有较强的空间异质性,且气温是植被覆盖变化的主要驱动因素;二次函数可有效刻画植被覆盖对气温的响应规律,且较好地解释了植被覆盖-气温响应关系中的物理机制;植被覆盖对气温的响应规律在一定程度上受三峡水库蓄水影响,且随着与河道距离的增加,植被覆盖对气温的响应受蓄水影响程度递减。     

三峡水库蓄水前后气候变化分析

利用1962年 ～2017年三峡水库及其周边区域24个站点的气温和降水数据,结合Mann-Kendall非参数检验法和累积距平法分析三峡水库蓄水前后局地气候变化趋势与突变情况.结果表明,气温和降水均受影响,且影响程度具有明显的地理分布规律.蓄水对气温趋势具有稳定作用.蓄水后,气温增长幅度增大的站点主要分布在四川盆地,幅...     

水电站尾水位特性解析与建模

准确解析水电站的尾水位特性是对其进行建模、从而实现尾水位高精度预测的关键。首先采用定性与定量分析相结合的方法揭示了水电站尾水位变化的后效性特征;然后基于相关性分析初步探明了尾水位变化过程的关键影响因子;进一步构建了水电站尾水位特性的多项式拟合模型和支持向量回归模型,并对比分析了各模型描述水电站尾水位特性的性能。溪洛渡-向家坝梯级和三峡-葛洲坝梯级水电站的实例研究表明,四座水电站2小时尺度的尾水位变化过程后效性特征显著,以当前和前一时段的下泄流量以及下游电站水位或下游支流来水为输入的支持向量回归模型是一种实用性、可靠性和准确性均衡的具有实际工程应用价值的尾水位预测模型。     

水电站变出力系数的神经网络估计方法

围绕如何提高水电站中长期发电调度出力系数估计和出力过程计算精度的问题,综合考虑水电站水头、发电流量等水电站关键状态信息对综合出力系数K的影响,建立了以水头、发电流量和入库流量为备选输入,以综合出力系数K为输出的三种神经网络模型,进而提出了水电站发电调度出力计算变K值的三种神经网络估计方法.结合三峡水电站多年实际运行资料...     

基于半方差风险计量模型的水电站发电优化调度研究

在电力市场环境下,水电站不能按发电计划执行往往会遭受经济效益损失,且欠发风险与过发风险带来的效益损失不尽相同.因此,针对水电站发电风险,提出一种分离考虑水电站欠发风险与过发风险的随机发电优化调度模型,将半方差风险计量模型引入水电站发电优化调度中,以正负风险系数分别衡量管理人员对于过发、欠发风险的主观偏好.制定三峡水电站...     

水电站长中短期嵌套预报调度耦合实时来水系统动力学建模方法研究及应用

水电站优化调度是水电能源系统优化运行与管理研究领域的关键科学问题,已有水电站优化调度研究较少考虑不同尺度调度模型间的衔接,长、中、短期优化调度相互孤立,彼此之间缺乏耦合机制,在指导水电站实际运行中存在不足。为此,研究建立了水电站长中短期嵌套预报调度模型,并引入系统动力学反馈机制,提出了一种水电站长中短期嵌套耦合实时来水系统动力学预报调度模型。长、中、短期调度模型分层嵌套,中长期预报调度结果作为短期调度的"期望指导过程线",根据水电站预报来水和面临日实时来水存在误差所导致的水位偏差进行实时反馈、动态修正调度决策,从而指导水电站做出更为合理的调度决策。为检验本文模型方法的有效性,研究选取了三峡水电站作为研究对象进行实例验证。实验结果表明:研究所提出的模型方法指导水电站运行相比随机动态规划和常规调度图方法全年发电量提升效果明显,在2018年来水条件下模拟调度结果发电量分别提高了2.73%和2.31%,显著提高了来水不确定性条件下水电站运行发电效益,为解决水电站随机来水条件下长中短期嵌套预报调度实际工程技术难题提供了一种可行的实践理论方法工具,具有十分重要的理论研究意义和工程应用价值。