梯级混联式水电站优化调度研究

为有效利用水能资源,苏北灌溉总渠沿线高良涧闸、运东闸、运西分水闸及阜宁腰闸4座水闸两侧均装设了水轮机组,组成了成梯级混联式布置水电站。为获得最大经济效益,实现站间最优水位组合调度,采用期望值模型构建法建立由4个水电站组成的水电站群总发电效益模型,应用动态随机最优控制中极值理论分析研究了水电站机组流量和水头及上下游电站间水位的联系,计算出发电效益最大的联合最佳水位,以实现4座梯级混联水电站联合优化调度。     

水库生态-发电优化调度及应用研究

近年来,随着河流生态环境问题的凸显和可持续发展理念的深入与普及,考虑河道生态的水库优化调度研究越来越受到关注。结合海南省牛路岭水库一库两站联合调度问题,分析确定了适宜、次小、最小三种生态需水量,建立了牛路岭一库两站生态-发电优化调度模型,并开发了求解该模型的遗传算法程序。针对丰、平、枯三种典型年份,通过优化调度计算,得出了不同年份各种生态需水量情况下的发电效益值,并将其与牛路岭水库现状调度结果进行了比较,同时分析了河道生态需水对发电效益的影响。结果表明,本优化调度模型在兼顾河道生态需水的基础上,可明显增加牛路岭水库的总发电量。本研究既为牛路岭一库两站联合调度提供技术支持,又可为类似问题的研究提供借鉴。     

灌溉用水优化配置模型研究进展

概述了灌溉用水优化配置模型的研究进展,并分别从目标函数个数、时空尺度差异、作物种类、灌溉水源、模型个数、优化方法等角度进行了分类。通过分析各类灌溉用水优化配置模型的优缺点,指出了根据灌区水源情况联合调度地表水和地下水,并充分考虑灌区各因子的时空差异,建立多目标、多约束耦合模型,同时兼顾生态用水,是今后灌溉用水优化配置模型的研究重点。通过对灌溉用水优化配置模型的综述,旨为有效地缓解灌溉用水紧张的状况,实现灌区水资源的可持续发展提供决策支持。     

基于MOLA的水库群实时防洪多目标优化调度模型

水库群实时防洪优化调度作为一种重要的非工程措施,可以通过较少的投入降低洪水灾害带来的损失,起到流域防洪减灾作用。考虑了各水库自身安全和下游防洪点安全,以下游防洪控制断面最大过水流量最小、各水库最高水位最低为目标函数,建立了水库群实时防洪多目标优化调度模型;引入“滤波算子”,提出一种改进多目标利希滕贝格算法（Multi-Objective Lichtenberg Algorithm,MOLA）,进行模型求解,得到水库群实时防洪调度多目标方案集,增强优化调度解在防洪调度实际应用中的可操作性;最后,提出一种基于层次聚类和Pareto前沿物理意义的综合筛选法,对Pareto前沿上的众多调度方案集进行聚集和筛选,选取有限代表解供决策者进行选择,增加防洪决策的聚焦性。研究以淮河史灌河水系为例,进行了水库群实时防洪多目标优化调度模型的应用研究,结果表明：基于改进MOLA的水库群实时防洪多目标优化调度模型计算效率高、实用性较强;采用梯度分析法定量分析了鲇鱼山水库最高水位、梅山水库最高水位、蒋家集断面最大过水流量之间的多目标互馈关系,结果表明梅山水库水位变化对蒋家集断面的组合流量影响更为显著,梅山水库可...     

基于NSGA-II算法的硗碛水电站多目标调度研究

为探索硗碛水电站发电与生态效益的矛盾关系,按照不同时间尺度的生态流量下泄方式,建立硗碛水电站年发电量与平均生态流量最大为目标的水库多目标优化调度模型.该模型以MATLAB的platEMO开源工具箱为基础平台,分别运行了基于年尺度与月尺度流量过程的Tennant法生成的生态放水模式,分析了两种模式下发电效益.结果发现:当...     

韶关地区电网水电站群优化调度决

归纳总结了地区电网内小水电开发存在的特殊问题及技术难点,并针对这些问题设计开发了地区电网水电站群优化调度决策支持系统,介绍了系统的设计思想,并阐述了系统功能设计及其软件开发,对于充分发挥水库的发电、防洪、灌溉、航运等综合效益、对于提高韶关地区水电资源利用效率具有重要意义。     

考虑水电调蓄的西江水库群应急防洪调度研究

围绕西江流域应急防洪调度的需求,建立了考虑中大水电调蓄的水库群应急防洪优化调度模型。该模型针对西江流域应急防洪的实际问题,在充分利用防洪水库防洪能力的同时,进一步发挥中大水电安全库容的调节作用,有效提升了西江流域滞洪削峰的能力。模型以各水库调洪起止时间及阶段泄量为优化变量,以控制断面最大削峰为优化目标,通过求解计算得到优化的水库群应急防洪调度方案。同时,模型实现了通用化开发,可动态选择流域控制断面及库群调洪方式,并能够适用不同的洪水类型及防洪目标。通过对不同类型洪水的调节演算及结果分析发现,库群应急优化调度比常规调度在不同防洪断面针对不同类型的洪水平均削峰效果至少提高30%,考虑中大水电调蓄的西江水库群应急防洪调度对提高西江流域应急防洪能力具有重大现实意义。     

非充分灌溉条件下泵站优化调度模型研究

研究了非充分灌溉条件下的泵站调度问题,在常规以灌区灌溉效益最大为目标模型的基础上,考虑了泵站的运行费用,建立了以全灌区净效益最大为优化目标的数学模型,并提出相应的求解方法和具体计算步骤,同时,阐明了非充分灌溉条件下泵站优化调度需要进一步考虑的问题.     

合理调度水量提高电站效益

邯郸地区有一些小水电站是利用灌溉水量发电的,发电受灌溉制约,发电效益低。近几年为提高发电效益,利用现有水利工程进行联合调度,改变不合理的灌溉制度,以及由外流域调水等多种措施,提高了发电效益。现分述如下:     

大渡河梯级联合优化运行下发电补偿效益分析

针对大渡河干流多业主开发,发电补偿关系复杂的问题,采用多目标梯级电站联合优化运行模型,分别计算"有双有瀑"、"无双有瀑"和"无双无瀑"情形下,设计丰水年、设计平水年和设计枯水年梯级电站发电量;通过对比"有双有瀑"、"无双有瀑"和"无双无瀑"情形下梯级发电情况,分析联合优化运行下大渡河梯级的发电补偿效益;结合多业主开发河流补偿效益分摊难以实施的现状,提出基于可信任第三方的流域统一调度模式,以保障流域梯级电站联合运行及效益的合理分摊。     

逐次优化算法在梯级水库防洪优化调度中的应用

根据流域防洪优化调度问题,分析梯级水库来水量、下泄能力与河道防洪控制点洪峰流量之间的内在联系,提出了洪水调度模型与逐次优化算法的联合求解方法。实例结果表明,该方法成功地为洪水实时调度及防洪系统规划提供了一套简捷、高效而又符合实际的模型和解法。     

突变评价法在水库调度多目标风险评价中的应用

针对水库运行期防洪、发电、供水和航运等目标相互影响,调度目标和影响因子相对重要性难以准确判断造成多目标风险综合评价难度较大的问题,在构建风险评价指标体系的基础上,建立了基于突变评价法的水库调度多目标风险分析模型。根据水库主要功能的不同,分别明确了将综合风险最低作为调度目标和防洪风险作为严格约束条件的两种多目标风险评价方法。将该方法应用于工程实例,评价结果与已有优化调度方案较为一致,说明该方法具有较好的可靠性与实用性,可为水库调度多目标风险综合控制提供一种新的方法和思路。     

基于粒子群的水库群联合防洪预报调度规则设计方法

科学合理的水库群联合调度在缓解日趋紧张的水资源供需矛盾及充分发挥水库防洪兴利综合效益等方面发挥着重要的作用。为解决梯级水库群联合调度规则制定过程中的复杂问题,结合洪水预报信息的可利用性,提出基于粒子群算法的梯级水库群联合防洪预报调度规则设计方法。该方法首先通过粒子群算法调节不同频率设计洪水求解最优联合调度方案,其次拟定多个合理联合调度规则,最后比较最优联合调度方案和合理联合调度规则的调洪结果,与前者最为接近者即为满意联合调度规则。昭平台-白龟山梯级水库群的实例表明,制定的联合预报调度规则的调洪结果均满足防洪约束要求,故是安全的。     

考虑备用容量约束的风电水电联合发电调度

以风电水电联合发电效益最大为目标,建立以考虑旋转备用容量在满足一定置信水平为约束条件的风电水电联合发电调度模型.通过蒙特卡洛模拟风电的随机性,并与分布估计算法相结合对调度模型进行求解.采用自适应控制策略控制分布估计算法的参数,并引入爬山局部搜索有效地提高了算法的性能.以4个水库和风电的联合系统进行仿真调度测试,分析了风电不确定性因素对调度结果的影响,讨论了联合调度的经济性与可靠性之间的关系,为研究风电参与电力系提供了一个有效的解决方案.     

基于遗传规划的水电站群优化调度规则研究

基于确定性水电站群优化调度的最优调度轨迹,根据聚合分解的思想,采用遗传规划分别模拟库群总出力以及总出力在梯级电站间的分配,从而建立了水电站群联合调度函数。以清江梯级和三峡梯级水电站群为实例,在满足防洪、航运等综合利用的前提下运用所得的调度函数指导水库群长系列模拟运行,模拟结果表明：基于遗传规划的水电站群调度规则可将梯级水电站群年均总发电量由1031.73亿kWh提高到1049.48亿kWh,发电保证率由95.36%提高到96.66%。因此,遗传规划为建立复杂水电站群调度函数提供了新的途径。     

遗传算法和粒子群算法求解渠系多目标优化模型

目前高原灌区灌溉用水管理相对落后,渠系渗漏损失较大、渠道闸门运行调度不合理等问题十分突出。因此,开展渠系工作制度优化的研究,对缓解灌区用水供需矛盾有着重要意义。考虑不同时刻各配水渠道流量标准差最小和各配水渠道平均日渗漏损失最小两个目标函数,以配水连续性和灌溉可供水量作为约束条件,建立渠系工作制度多目标优化模型。以云南省蜻蛉河灌区为例,采用遗传算法和粒子群算法进行优化求解。结果表明,遗传算法和粒子群算法都可以解决渠系工作制度优化问题,对各渠道闸门开关时间进行优化,能够满足灌区需求,从而减少渠系渗漏损失,达到节约灌溉用水量的目的。两种算法相比,粒子群算法运算速度更快,优化闸门运行调度更合理。     

多策略混合搜索的变时段人工蜂群算法及应用

【目的】研究非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度模拟中时段步长和约束条件在较长系列上的融合优化,提升水库调度综合效益。【方法】建立了多策略混合搜索的变时段的人工蜂群算法,构建了长系列可变时段的多约束下发电量最大的水库优化调度模型,对万安水库进行实例应用。【结果】非汛期水量利用率提高了3%,加强了对洪水资源的利用;多策略混合搜索的人工蜂群优化算法缓解了多约束条件优化模拟计算时,时段步长选取与运算精度和收敛速度之间的矛盾,有效提升了标准人工蜂群算法的寻优效率与开发能力。【结论】研究成果可为非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度综合效益的提升提供依据。     

纯发电水库非汛期调度

纯发电水库非汛期调度林志光（福建省武夷山市水电局３５４３００）水库调度是水库管理的一项至关重要的技术工作，它关系着大坝的安全、防洪的社会效益、发电的自身经济效益等。福建省大多数水库以防洪、发电、灌溉为主，且发电效果最为突出，但是大多数水库调度只涉及了...     

玛纳斯河灌区库群系统水资源优化调度研究

新疆玛纳斯河灌区是我国第四大灌溉农业区,通过分析灌区水资源供需状况,应用大系统分解协调方法,建立以系统缺水量最小为目标函数的灌区库群系统水资源优化调度模型,并进行了模型的求解.结果表明优化调度后可减小供需差额,基本缓解灌区供需水矛盾,更有效地保证灌区的生产需要,为同类灌区库群调度提供借鉴依据.     

玛纳斯河灌区库群系统水资源优化

新疆玛纳斯河灌区是我国第四大灌溉农业区,通过分析灌区水资源供需状况,应用大系统分解协调方法,建立以系统缺水量最小为目标函数的灌区库群系统水资源优化调度模型,并进行了模型的求解。结果表明优化调度后可减小供需差额,基本缓解灌区供需水矛盾,更有效地保证灌区的生产需要,为同类灌区库群调度提供借鉴依据。