基于生态流量过程等级的水库调度研究

为修复大坝下游生态退化的减脱水河段,基于ME-Tennant法定义了生态流量过程等级,构建了以生态流量过程等级最大和发电量最大为调度目标的生态调度模型,采用改进的NSGA-Ⅱ算法进行求解.将该模型运用于湖南省筷子篓-水口梯级电站,结果表明:生态流量与发电流量为竞争关系,随着生态流量过程等级增加,发电量也会减少;选取的丰...     

考虑生态灌溉需求的梯级水电站群多目标优化调度研究

综合考虑灌溉、防洪、生态、发电目标建立梯级水电站群多目标联合优化调度模型,以发电效益最大为优化目标,将农业灌溉、生态流量、防洪目标转化为硬性约束条件,采用改进的差分进化算法求解模型.引入灌溉用水计划倍比系数,通过多情景模拟,分析灌溉、发电目标之间的竞争关系和置换率,揭示多目标之间的效益置换机理和水电站群联合优化调度增益...     

基于仿真技术的太子河流域水库生态调度研究

针对太子河生态和环境日益恶化问题,以流域水资源利用和河流生态流量为目标,以宏观的水资源配置要求和防洪等为约束,建立水库多目标生态调度模型,并采用模拟仿真技术求解。结果表明,在考虑满足下游控制断面适宜生态流量需求的情况下,各区间用户最大供水缺水率为11.5%。在尽可能不破坏水库的社会经济效益的情况下,采用合理的调度模型能...     

非充分生态约束条件下水库生态调度模型研究

在不影响水库原有防洪及供水目标前提下,为了降低水库对河流生态系统的影响,针对部分调度模型存在调度结果满足最小生态流量约束而不满足适宜生态流量约束的情况,提出了以最小生态流量约束调度结果为基础,逐步向适宜生态流量约束靠近的非充分生态约束流量求解方法,并引入松弛变量,建立了生态保证程度与发电量的关系,通过对比Kmin法和Kmax-1法的Tennant评价结果确定水库生态调度的最佳平衡点,以此作为非充分生态约束条件下的尼尔基水库生态调度模型。结果表明,生态流量约束值还有很大的提升空间,不宜直接选取最小生态流量约束的调度结果作为调度方案;新的调度模型可以有效解决此类生态调度问题,给决策者提供更合理的调度方式,6种生态约束条件下的生态保证程度分别可提高60%、80%、40%、60%、70%、70%,电量损失率仅为2.01%、1.13%、1.28%、1.47%、2.16%、2.08%。     

基于结构目标的水库生态调度模型与求解

传统水库生态调度中生态需水目标多采用基流方式,缺乏生物对天然水流形态和特征响应方面的信息,以致生态目标对生态系统需求的表征不够全面。因此,基于天然水流表征体系开展水库生态调度研究具有科学意义。基于黄河生态水文指标体系,提出了表征河流天然水流形态的结构化生态管理目标,并将该目标引入模型目标函数,构建了基于结构目标的水库生态调度模型,提出求解方法。通过实例研究发现,结构目标模型结果与流量目标相比,供水破坏率、生态破坏率有所增加,RVA改变度有所减少,保证出力与发电量变化甚微。可见,基于结构目标开展生态调度对恢复河流天然水流特征是可行的,且对水库原有的兴利指标影响较小。结构化目标中不同因子的权重关系对生态调度的效果影响较大,对不同河流或河段进行分时段差异化调节将是下一阶段研究的重点。     

基于改进River2D模型的呼兰河干流生态流量研究

为探究呼兰河干流生态流量并作为流域生态调度的依据。采用改进的River2D模型，将河道水动力模型和鱼类栖息地模型相耦合，模拟呼兰河干流七星鱼最适宜栖息地面积时所对应的河道流量范围。为了获得更好的栖息地模拟效果，将原有River2D模型中的河道基质偏好性替换为指示性物种对水质的偏好性，这样在进行河道基质变化范围较小和鱼类对水质偏好性较为明显的河流生态流量研究时，模拟的效果更好。基于改进的物理栖息地模块，运用Riv‐er2D中的二维水动力模型模拟呼兰河干流不同流量工况下的流速、水深和适宜性栖息地分布情况，作流量-适宜性栖息地面积关系曲线，得到七星鱼枯水期、平水期和丰水期的适宜生态流量值分别为2.75、8.25和27.5 m³/s，适宜生态流量范围是2.75～27.5 m³/s。基于改进River2D模型得到的呼兰河干流七星鱼生态流量范围和Tennant法的评价范围相吻合，认为研究结果是合理的，能够为呼兰河干流七星鱼的保护和生态调度提供参考。     

市场环境下水电站发电风险调度模型研究

市场环境下,由于水电站来水及上网电价的不确定性,研究水电风险调度问题,综合考虑效益最大化和风险控制,是很有必要的。探讨了电力市场环境下水电风险调度问题,首次提出了同时考虑效益和风险的风险调度数学模型。该模型能很好的反映发电企业风险控制的意愿,并应用粒子群算法对此模型进行解算,可以得到该水电站更加经济合理的市场调度模式,还能得到效益与风险的定量关系。实例研究表明该模型及其解算方法是可行与有效的。     

阎王鼻子水库生态调度方案分析研究

本文在分析阎王鼻子水库建设前后下游水文情势变化的基础上,根据河道内生态不同需求和不同计算方法,确定水库下游河道基本生态流量和目标生态流量两种需求方案.在充分考虑大凌河流域河道外需水的前提下,研究分析了阎王鼻子水库最大程度满足河道内不同生态需水要求时的调度方案,对改善水库下游河道环境具有一定的指导意义.     

沙溪流域梯级水库联合经济调度运作

建立福建沙溪流域水电站群统一调度系统，采取统一测算电量、最优分配各台机组负荷、龙头水库小流量补偿下游电站发电流量、利用区间洪水等经济优化调度措施，提高了流域整体水量利用率和水能利用率。该调度系统对流域串联式水电站群经济调度研究具有一定的借鉴作用。     

基于逐步优化算法的太子河流域水库生态调度研究

针对太子河流域面临水资源短缺、生态环境退化现象,建立汛期以旬、非汛期以月为调度时段的水库生态调度模型,提出3种联合调度方案,并采用逐步优化算法求解,结果表明,在满足各区间用水户现状用水的条件下,各控制断面流量均能满足生态流量的要求。     

模糊优选模型在小型水电站装机容量确定中的应用

依据层次分析法和模糊优选理论建立层次分析模糊优选模型,探讨了小型水电站装机容量备选方案的决策优选途径.并从工程经济评价、发电水资源利用率、设备利用率、发电效率等角度综合考虑,以新疆且末县莫勒切河一级电站为典型,具体分析了该水电站的最优装机容量.结果显示:该方法与实际设计运用得装机容量相吻合,该模型可以应用于实际工程中.并可很好的解决水电站在装机选择中多目标决策难的问题.     

水库生态调度模式研究

在总结国内外水库生态调度研究现状的基础上,分析水库对河流生态系统的重要影响,明确水库生态调度的概念及目标,讨论水库生态调度研究中存在的问题,展望水库生态调度模式的研究发展方向.     

考虑峰谷电价的单一水电站水库的长期最优运行调度研究

传统水电站水库优化调度是以发电量最大作为决策目标，但水力发电厂作为一个企业追求的是发电效益最大。由于峰谷电价差的存在，发电量最大并不意味着发电效益最大。本文针对这一问题，通过实际调度演算，提出在考虑峰谷电价差因素下，利用动态规划原理建立模型，寻求单一水电站水库的长期最优运行调度。     

考虑顶托影响的水电综合出力系数动态特性分析

针对受下游尾水顶托的水库中长期发电调度中机组出力系数动态变化及其取值问题,从水库的库水位、尾水位和发电流量着手,分析了不同水情下影响综合出力系数的关键因素及其影响程度.结合三峡水电站的小时级运行过程,开展了实例研究.结果表明,旬综合出力系数呈动态变化特点,其年内最大值与最小值相差9.77％(在汛期相差8.71％),且亦...     

农村水电站生态流量泄放视频智能监管系统研发

我国农村水电站站址分散,泄放设施形式各异造成生态流量泄放监测成本过高,同时河流断面不规则性、水文情势随机性等也增加了流量监测的难度导致安装监测设备不能大量推广。基于现状,通过非接触的视频识别是未来一个有效的监管途径,有利于监管工作的推广,通过对大量的生态流量泄放视频进行研究,研发了视频智能识别算法,通过主算法和子模型两种识别方式相结合实现了对生态流量是否泄流的识别,既保障了识别通用性、易用性,又保障了识别结果的精度。同时研发了水利视频AI通用组件系统整合了视频智能识别算法和识别业务流程,实现了对499个农村水电站生态流量是否泄放的智能监管。通过对5个月的所有识别结果进行人工审核统计,剔除视频或图像模糊的情况,平均识别准确率97.8%,应用情况良好,具备推广价值。     

大连市复州河基于生态流量保障的水量调度

为满足复州河基本河道稳定及生物多样性,采用水文学法对复州河各典型断面分析计算其生态基流量,并以此建立了不同保证率下各断面各月份基于生态流量保障的水量调度方案.该方案符合当地气候环境条件,具有可操作性,对复州河流域生态修复、维持起到积极作用并可为类似研究提供科学依据.     

缺乏资料区域小水电站发电能力推求方法研究——以甘南地区为例

部分水文资料缺失或水文序列较短造成小型水电站发电能力难以预测,为有效解决这一问题,总结出3种预测方法：即ARIMA模型、LSTM模型、大小水电站关联法。以甘南地区尼傲加尕电站为例,以2022年电站实际发电数据为检验标准,依据2015-2021年的发电和来水数据,先后采用ARIMA模型、LSTM模型和大小水电站关联法对该地区小水电站的发电量进行预测,结果表明：采用大电站流量作为相关因子的大小水电站关联法可有效预测小水电站的来水量,进而得到精度较高的发电量预测结果,此方法明显优于ARIMA模型和LSTM模型,可在相似地区推广应用。     

水文变异条件下水库生态调度研究

为了降低水库调度对河流生态系统的影响,针对尼尔基水库的生态问题,结合水文变异诊断系统,制定了有效的生态调度方案。首先,利用水文变异诊断分析水文时间序列,确定人类不同扰动下的时间节点,并考虑东北地区具有冰封期的特点,推求了混合时间尺度下的天然、次天然及现状生态径流过程;其次,建立以最大发电量为目标、多种生态径流过程为约束的尼尔基水库生态调度模型;最后,根据水量平衡方程生成初始种群,采用归一化方法将变量约束至同一感知半径内,利用萤火虫算法优化5种约束条件下的调度过程。结果表明,在现有调度规则下,河流原有的生态系统得不到有效的保护,对于来水较多的年份弃水较多,水量得不到合理的利用;考虑水文变异的生态调度,可以在水量不足的年份以降低生态目标的方式为决策者提供较低生态保证程度的调度方案,减轻对河流生态系统的破坏程度;水库发电目标与生态目标间的矛盾在枯水期较为明显,而在丰水期可以得到有效地缓解,需要决策者在不同时期做出科学的决策。     

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。     

小水电站与环境的结合在欧洲的新

在欧盟的资助下，欧洲小水电协会对在小水电站设计和运行中如何实现小水电站与环境的最佳结合，保护河流生态，满足各类严格的欧洲环境保护法规的要求，从最小保留流量确定、鱼道设施建设、拦污栅垃圾管理、综合利用的小水电站、生态设计、减缓噪音和振动和应用鱼类友好的水轮机等方面开展了专门的研究，提出了小水电开发和环境相结合的一整套行之有效的环境解决方案，以指导欧洲小水电开发商的小水电站开发实践。欧洲的做法为我国建设环境友好的小水电工程提供了可借鉴的发展经验和丰富的技术信息。