赣江中下游防洪系统调度研究

针对由水库群、航电枢纽、分蓄洪区等组成的赣江中下游复杂防洪系统，以防洪控制断面洪峰削减率最大为目标，建立了赣江中下游防洪系统联合防洪调度模型。以“1961”典型洪水及50年一遇、100年一遇和500年一遇设计洪水为研究实例，采用离散邻域的动态规划—逐步优化算法（DP-POA）进行防洪优化调度，并与常规防洪调度结果进行对比。结果表明：梯级水库和分蓄洪区对于赣江中下游削峰起主要作用，而航电枢纽的削峰作用较为有限；对于“1961”典型洪水，航电枢纽的运行可以在一定程度上降低峡江水库调度期内最高水位，有利于水库防洪安全；采用离散邻域的DP-POA算法的防洪优化调度可以较为显著地削减防洪控制断面洪峰流量，保障下游防洪安全。     

并联水库群联合防洪预报调度方式优化研究

水库群联合防洪预报调度方式对流域及城市防洪、水资源合理优化配置有重要意义。水库群联合调度不仅要考虑各水库自身约束和预报,还需考虑水库补偿关系,已有试算法经验性强、难以获得全局最优解。文章将优化技术与规划防洪预报调度相融合,提出考虑预报误差的预报调度规则的一般形式和求解思路,建立库群优化调度模型,优化求解各水库的防洪预报调度规则和汛限水位动态控制上限。以清河、柴河水库群为例进行研究,结果表明：联合防洪预报调度相比单库防洪预报调度,清河水库和柴河水库的汛限水位分别可多抬高0.4 m和0.3 m,最大可使汛期多蓄水0.62亿m3。研究结果可为水库群防洪预报调度提供参考和理论依据。     

水库防洪优化调度自适应拟态物理学算法

拟态物理学算法(APO)是近年来一种新颖的基于物理定律启发的智能算法,本文提出了利用智能算法求解水库防洪优化调度模型的通用启发式策略,阐述了拟态物理学算法的基本原理,尝试通过自适应方式合理设置算法的引力参数,同时改善标准算法的寻优进程,提出了自适应拟态物理学算法(AAPO)。将其应用于鲇鱼山水库实时防洪优化调度模型求解,采用最优值的均值和方差衡量算法的精度和稳定性,并对水库最优出流方案分段采用波动率衡量算法应用可操作性,同时统计计算机耗时,结果表明:自适应拟态物理学算法较标准算法搜索精度更高,寻优结果更稳定;且拟态物理学算法较其他算法计算的水库泄流方案的过程线波动变化更小,实时防洪调度应用可操作性较高。     

考虑预警的黄河上游梯级水库防洪调度研究

防洪预警和防洪调度作为防洪减灾的两项非工程措施,在水库防洪运用中起着至关重要的作用。将防洪预警与梯级水库防洪调度结合起来,采用模糊集理论计算预警指标,并进一步确定预警指数与预警等级,制定预警对策,建立了梯级水库防洪预警体系;在此基础上构建了考虑预警的梯级水库群防洪调度模型,利用布谷鸟算法进行求解,获得最优预警对策和调度结果。结果表明,考虑预警的梯级水库防洪调度比基于泄量控制图的梯级水库防洪模拟调度更为安全可靠,为梯级水库群的防洪预警和调度提供了一种新思路。     

梯级水电站水库水沙联合优化调度研究进展

水沙联合调度由于其多目标特性和求解的复杂性,一直都是水库调度中的难点。文中详细阐述梯级水库水沙联合优化调度的基本理论,并介绍了水库优化调度子系统和水库泥沙冲淤计算子系统,总结了水沙联合调度中多目标的选取、目标函数的建立及约束条件的制定等。探讨梯级水库水沙联合调节计算的常规算法和智能优化计算方法,并对子系统间的耦合机理、水沙的链接方式、多目标的处理方法等水沙联合调度中的关键问题进行了分析,提出了梯级水库水沙联合调度研究中一些有待深入研究的问题。建立水库群水沙联合优化调度模型,来定量地描述梯级水库联合调度运行规则、泥沙输移变化规律,实现兴利、防洪、泥沙输移等的最佳协调,成为有待进一步研究的重点。     

水库群供水优化调度的免疫蚁群算法应用研究

针对水库群供水优化调度问题,本文介绍了一种基于免疫进化的蚁群算法。该算法充分利用了免疫进化算法的全局快速收敛性和蚁群算法的正反馈性,同时在蚁群算法中增加扰动策略,克服了蚁群算法在求解过程中出现初期信息素匮乏、易陷入局部最优解的问题,并将其应用在滦河下游六水库联合供水优化调度中。实例计算表明,该算法求解水库群供水优化调度问题时,结果可靠、合理,计算效率高,从而为求解高维,复杂的水库供水优化调度提供了新的思路。     

深圳市西部城市供水水库群联合调度研究

为充分发挥跨流域引水与区域水资源效益,城市供水水库群的联合调度成为水资源优化配置的关键。本文以深圳市西部城市供水系统的铁岗—石岩水库群为例,针对水库群供水"多对一"关系和水库群联合供水调度,建立水库群联合供水调度模型。本文首先针对"多对一"关系,分别采用主供水库添加联合调度线和构造"聚合水库"的方式建立供水调度模型;在石岩和铁岗水库调度图中分别设置提水线和提水限制线;然后将石岩—铁岗水库共同承担的供水任务分为4种供水方案,并采用模拟-优化的方式对水库群的调度规则进行求解。最后对各方案的调度效益进行对比与评价。     

浑太流域水库群联合供水调度模型研究

针对浑太流域水库群联合供水调度问题,分别建立了水库群联合调度模型Ⅰ和Ⅱ。分析建立水库群蓄水与农业灌溉供水的关系;引入"目标蓄水量"的概念,根据供水量与目标蓄水量、联合供水任务以及供水分配系数之间的相关关系,实现水库间联合供水任务的分配;采用POA优化方法制定水库群联合优化调度图及其相应的水库群联合调度规则。长系列模拟结果表明:所建的两个联合调度模型比原设计的年均农业供水量增加,年均弃水量减少;更重要的是,盘锦、营口灌区农业供水保证率由不满足设计的62%都提高到满足供水设计保证率75%的要求,发挥了水库群在联合调度中的补偿作用。     

梯级水库防洪调度功能需求分析

梯级水库防洪调度系统是实现流域防洪调度的关键和核心。文中从应用角度出发,分析梯级水库防洪调度的业务需求,提出梯级水库防洪调度系统须具有资料管理、仿真学习、调度计算、安全校验、分析会商等功能,总结出较为实用的水库调度方案制定流程为数据录入、分析试算、闸门反推计算、结果安全校验、成果表达,推进了梯级防洪调度系统的实用化、智能化。     

水库群分布式防洪调度决策支持系统设计

水库群分布式防洪调度决策支持系统是实现全流域防洪调度的关键和核心。首先简要介绍水库群分布式防洪调度决策支持系统的概念和定义，然后介绍系统总体设计及主要功能实现的技术路线和方法。系统结合防洪调度实际，充分利用计算机技术和计算模型技术，设计合理、功能强、应用方便，具有良好的发展和应用前景。     

清江梯级水库汛限水位联合设计与运用

在不降低清江流域自身防洪标准、不影响清江梯级水库在长江防洪系统中发挥作用的前提下,建立梯级水库汛限水位设计与运用模型,科学利用洪水资源。采用清江流域1951-2009年的日降雨径流系列进行分析计算,研究结果表明：水布垭和隔河岩水库的汛限水位分别采用387.5m和196m的方案,在保证原设计防洪标准不降低的前提下,可使清江梯级水库多年平均发电量增加0.21亿kW.h,增幅为0.302%;其中平水年和枯水年增加的发电效益更为显著。开展汛限水位联合优化设计,可显著地提高梯级水库的综合利用效率。     

梯级水库综合利用调度的动态规划方法研究

黄河上游梯级水库水电站群承担发电、灌溉、防洪、防凌等任务,是目前国内综合利用要求最多的梯级水电站群。本文针对该系统的特殊要求,建立了含有水位、流量和出力等式约束的梯级优化调度模型,目标函数为兼顾保证出力要求的发电量最大,采用约束惩罚法将等式约束转化为目标函数的一部分,然后应用DP-DDDP组合算法求解。研究表明,这种方法可以有效地求解具有复杂、多变约束条件的长期联合优化调度模型。     

兼顾四大家鱼产卵需求的梯级水电站生态调度北大核心CSCD

为实现流域梯级水电站水资源高效利用,以金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级水库生态调度为例,通过已有研究成果以及实测数据推求四大家鱼产卵所需的适宜生态流量,构建梯级水库长短期耦合双层优化模型,上层模型采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解,下层模型采用遗传算法求解,进而提出兼顾四大家鱼产卵流量需求的梯级水库日调度方案。结果表明:与常规调度相比,当以促进四大家鱼产卵为主要目标时,调度期内(5—6月)梯级水库发电量减小1.91亿kW·h,减幅为1.76%;同时生态流量契合度增大0.123,有效洪水上涨作用期累计可达12 d,可较好地促进四大家鱼产卵。研究成果可为制定面向下游河道四大家鱼产卵的梯级水库生态调度方案提供参考依据。     

基于边际替代率的水库多目标调度方案决策

为得到入库径流不确定条件下的水库多目标优化调度方案,本文以防洪和发电具有结合库容的三峡水库为研究对象,在对入库径流过程预报误差进行量化估计的条件下,以耦合微观经济学中的等产量和等成本线获取最大效益的原理,将边际替代率应用于水库多目标优化调度方案决策,寻求防洪和发电矛盾对立转化的最佳均衡点.应用于三峡水库的算例分析结果表...     

数据挖掘技术在洪水预报实时校正中的应用北大核心CSCD

实时校正作为提升洪水预报精度的最后一道屏障,是洪水预报的重要组成部分。针对洪水过程与洪水要素校正效果较差的问题,以横江屯溪以上流域为例,在对流域历史洪水数据的降雨径流序列与洪水特征值遴选的基础上,构建了暴雨洪水特征库,提出了一种结合卡尔曼滤波和K最邻近结点算法的联合实时校正方法。结果表明:相较于模型未校正及单一校正方法,联合实时校正方法在减少洪水预报过程中的洪峰预报误差、洪量预报误差及峰现时间误差上更为有效,预见期在6 h及以下时仍可以保持较好的稳定性与准确性。此方法对于提高中小河流洪水预报精度、有效预警和防灾减灾等方面都具有重要作用,同时对研究区域洪水特征具有一定参考价值。     

基于利益共享的水库汛限水位专用防洪基金研究

水库汛限水位设计与运用效益显著,但难以广泛实际应用,根本原因在于责权利不对等：防汛主管部门承担责任,蓄滞洪区遭受风险,水库业主单位获取利益。本文基于优化汛限水位后的汛期运行水位控制,以水库新增的效益、蓄滞洪区居民缴纳的洪水保险、国家投入的启动资金为来源,构建流域防洪基金,以对冲汛限水位调整后的风险。应用于汉江中下游流域,分析结果表明：水库增加效益的投入比例是基金持续运行的关键要素。推荐方案是将水库增加效益的50%、蓄滞洪区缴纳的洪水保险和国家投入的100亿启动资金用于防洪基金的构建。通过防洪基金运行机制的构建,促进形成风险分担、利益共享的良好局面,推行汛期运行水位的优化控制,实现流域的可持续发展。     

考虑不同压咸等级的西江水库群多目标调度

咸潮入侵一直是影响西江流域供水安全的重要因素,合理的水库调度成为压咸补淡的关键措施。考虑水库群发电效益和下游梧州断面压咸任务,建立以梯级总发电量最大和压咸流量下限最大为目标的实时优化调度模型进行研究。结果表明：流域主要通过抬高岩滩水位、增加岩滩压咸风险的方式来提高发电量,其余水库负责消减岩滩增高的风险,保证压咸流量;流域90%来水频率下,损失0.06%的梯级发电量,可将调度期内梧州断面的压咸流量提高到3163 m3/s;流域95%来水频率下,在将压咸保证程度提高至3天的同时,发电量能够增加33万kW·h。研究成果揭示了压咸风险在水库间的传递规律,对于保障珠三角及大湾区的供水安全具有重要的实际意义和应用价值。     

梯级水库群发电优化调度的大系统分解协调模型

针对标准动态规划算法应用于梯级水库群发电优化调度求解时的"维数灾"问题,基于大系统分解协调原理建立了二级(分解、协调)递阶结构的梯级水库群发电优化调度模型。在分解级,应用多线程技术实现了标准动态规划算法的并行化,以对分解后的单库子系统进行优化求解;单库子系统间的耦合关联作为协调级,反复与分解级交换信息,经迭代计算求得模型的最优解。通过应用于李仙江三库梯级系统的实例验证分析,结果表明该方法可在一定程度上提高求解效率,为复杂工程系统优化提供了理论参考。