考虑时间序列特征的水资源耦合系统有序度评价方法研究

【目的】近些年来,基于协同学的耦合系统有序度评价方法在水资源评价和管理领域逐渐得到成功应用。系统有序度评价需要综合考虑多个序参量的简单巨系统熵,现阶段简单巨系统熵计算忽略了序参量的时间序列特征,使得评价结果中系统有序度评价结果偏离和系统实际变化情况。【方法】为此,在简单巨系统熵计算中考虑时间因素,提出了一种考虑时间序列特征的协同学有序度评价方法。【结果】以江西省为研究对象,开展了水资源耦合系统有序度综合评价实例检验。【结论】相关实例分析表明：(1)研究提出的考虑时间序列特征的协同学有序度方法评价结果,相比不考虑时间序列特征的评价结果与系统实际演化态势更为贴近;(2)水资源子系统有序度受水资源丰枯变化影响较大;(3)江西省水资源耦合系统熵变值受水资源子系统熵变值影响较大。研究成果提升了协同学有序度评价方法在水资源系统综合评价相关领域应用的普适性,具有一定实际意义。     

南水北调东线江苏段典型泵站运行效率模拟模型

泵站机组运行受多种因素影响,导致泵站运行理论效率与实际效率误差较大。针对泵站机组运行效率精准模拟难题,运用基于高价多项式回归、回归树、多元线性回归、向量机回归、高斯过程回归、神经网络的10个回归算法,建立泵站机组效率模拟模型并开展对比分析,优选出有效的泵站运行效率模拟建模方法。讨论分析采用“上下游水位+流量”代替传统“扬程+流量”开展泵站运行模拟的效果。以南水北调东线邳州站和遂宁二站共8台机组的历史数据开展实例分析,相关实验结果表明：在所有方法中,高斯过程回归（Gaussian process regression,GPR）模型在均方根误差（ERMS）、平均绝对误差（EMA）、均方误差（EMS）、决定系数（R2）和最大个体误差（EMI）指标上综合表现最佳,R2逼近0.95;使用站上、站下水位代替传统的扬程对模型进行训练,所有模型的综合评价指标整体有所改善。综合来看,使用GPR模型并使用上游、下游水位代替扬程进行模拟效率表现最好,以邳州站4号机为例,可将模拟效率的EMA和EMI分别从16.49%和20.40%减少至0.41%和2.30%,研究成果具有一定实际意义,可为我国调水工程泵站经济...     

水库汛限水位动态控制预泄能力约束法的必要条件

水库汛限水位动态控制是水资源利用和防洪中的研究热点之一。然而,预泄能力约束法下,水位动态控制域与预报预泄期洪水过程的数量关系尚未探明,这为在变化环境下开展汛限水位动态控制留下了防洪隐患。以万安水库汛期动态控制上下限研究为例,通过涨速量化分析方法,研究了预报预泄期大洪水涨速对水位动态控制域推求的影响。结果显示,万安水库控制上限与预泄末期18～48 h时段内洪水起涨平均上涨率呈十分显著的负相关,即,5场典型50 a一遇设计洪水预泄末期48 h起涨速率分别为334 m³·s^-1·h^-1、522 m³·s^-1·h^-1、468 m³·s^-1·h^-1、1043 m³·s^-1·h^-1、812 m³·s^-1·h^-1,相应推求的上限水位分别为93.6 m、92.2 m、91.0 ...     

基于烟花量粒子群算法的水库群联合优化调度

为寻求一种水库群联合优化调度的高效求解方法,在标准烟花爆炸算法(FA)寻优机制的基础上,通过引入可有效利用粒子位置信息的量粒子群算法进化机制提升算法性能,提出烟花量粒子群算法(FAQPSO),将其应用于溪洛渡-向家坝-三峡梯级电站四库联合优化调度问题中,发现在相同求解条件下,FAQPSO更易获得高质量结果,且收敛快、鲁棒性强。同时,溪向梯级和三峡梯级两个梯级单独调度和联合调度结果表明,上游溪向梯级对下游梯级进行电力补偿,提高了四库总体发电量,验证了溪向—三峡梯级电站联合调度的必要性。     

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...     

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。