基于改进多目标粒子群算法的平原坡水区水资源优化调度EI北大核心CSCD

在分析平原坡水区水资源优化调度特点的基础上,构建了协调泵站提水量和受水区缺水量两个目标的优化调度模型。针对传统粒子群算法存在的容易陷入局部极值点、早熟等缺点,从惯性因子及学习因子选择、外部档案维护和全局最优选取策略3个方面进行改进,对比改进多目标粒子群算法与传统NSGA-Ⅱ算法在求解测试函数中的表现,验证改进算法的可行性和优越性。对宿迁市黄河故道及以南地区水资源优化调度进行实例研究,采用改进算法求解模型得到Pareto前沿,结果显示,两个目标函数值分布范围较广,且各频率来水调度方案集在空间中分布均匀。     

平原河网水力计算及闸群防洪体系优化调度

根据平原河网水文、水力特性及闸群工作特点,应用系统论分析理论和方法,构建了基于一维非恒定流水力计算的多闸多时段联合防洪的闸群防洪体系优化调度模型.模型采用动态规划前向递推方法求解,得到了满足约束要求的闸群最优运行策略,实现了洪水期内河网容量的有效分配和防洪目标的最优.以宁波市北仓区为实例进行的研究结果表明,该优化模型是合理的、可行的,可为区域防洪调度和防洪决策提供技术支撑.     

城市供水水源联合优化调度研究

城市供水优化调度是一个多目标、复杂大系统优化问题．本文应用系统科学的原理和方法，针对西安市，建立了多水源联合多目标优化模型；探讨了优化调度的多目标、多模型结构；提出了多目标模型求解思路和方法，为实现城市供水水源优化调度奠定了理论基础．最后应用本文提出的模型和算法，进行西安市市区供水水源优化调度实例研究，得出有益于西安市发展的优化调度策略和建议     

滨海地区水资源多目标优化调度模型研究

针对滨海地区水资源系统的特点,以加权相对总缺水深度最小和系统供水总成本最小为目标,建立了平原河网、平原水库群和远距离调水工程体系的水资源多目标优化调度模型;利用多目标粒子群算法(MOPSO)求解,提出了各类约束条件的处理方法,并得到非劣解集;采用距理想解欧拉距离最小准则,得到最好权衡两个目标的最佳协调解,并取得相应的调度结果。以江苏沿海为背景开展实证研究,验证了所建模型和求解方法的有效性。     

宿迁市黄河故道及以南地区水资源优化配置与调控研究

<正>河海大学、宿迁市水务勘测试计研究有限公司在调查分析宿迁市黄河故道及以南地区水资源开发利用现状基础上,对规划水平年(2020年)水资源需求进行预测。针对平原坡水区的特点,构建了水资源优化配置和调控模型。采用多目标遗传算法对模型进行了求解,分析确定该区域水资源优化配置与调控方案,并针对区域生态补水方案和五河水位控制方案进行了计算分析。研究提出了该区     

黄河中下游水资源多目标利益对古贤水库运行的响应

为量化未来古贤水库参与黄河中下游梯级水库群联合运行对供水、发电、调水调沙、生态多目标关键利益及非关键利益的影响,设置2030水平年有古贤水库及无古贤水库两种情景,基于梯级水库群多目标协同优化调度理论构建黄河中下游梯级水库群多目标协同优化调度模型,通过求解模型分析了径流减少及未来综合需水增加的背景下,黄河中下游多目标利益对古贤水库参与联合运行的响应关系。结果表明:与无古贤水库情景相比,有古贤水库情景下水库群调度系统总协同度略微增加,供水与发电子系统有序度有所增加,农业关键期、非关键期多年平均缺水量减少,水库群多年平均发电量增加；除调沙频率略微下降外,有古贤水库情景下输沙、生态目标关键利益及非关键利益均有所提升。     

山区-平原梯级系统水利调度优化方法

在介绍山区-平原梯级系统构型和性态特点的基础上,探讨了山区-平原梯级系统水利调度优化的简易方法和结合群智能算法与连锁改正的方法,分析了山区-平原梯级系统水利调度优化中具体问题的处理。山区-平原梯级系统水利调度优化方法在余姚地区应用结果表明,供水能力有明显提高,总可供水量由原来的3.93亿m³提高到4.54 亿m³,多年平均年可供水量增加了6100万m³,增幅高达15.5％。     

维持河流健康运行的库群联合调度应用研究

从生态、社会、经济方面分析维持河流健康运行的条件,建立库群联合调度模型,采用增量动态规划(IDP)对优化调度模型求解,并应用于3座水库联合调度。应用研究结果表明:水库群联合优化调度可实现多目标最优,通过水量调度、发电调度和生态调度耦合,尤其在供水期末的增大流量,有利于鱼类产卵、卵苗孵化及生长发育。库群优化调度既能满足梯级水库下游用水的需求、减轻梯级水库运行调度的不利影响,又能最大化的发挥水库的综合利用效益,有利于水资源综合利用,从而维持河流的健康运行。     

基于汊点水位预测校正的闸控河网水动力模拟

为弥补汊点水位预测校正法在含闸(泵)河段水力要素模拟中的不足,针对平原河网常见的平底水闸,提出利用闸门水流连续条件,联立闸门过流方程与河道追赶方程以求解含闸河段各水力要素的计算方法,并具体给出堰流、孔流等不同流态的判别方式及其处理方法。通过将联立方程组转化为关于闸上下游水力要素的一元函数方程,推导得到适用牛顿迭代法的不同流态函数系数公式,相关方法可与汊点水位预测校正法求解耦合。经浙江省温黄平原河网实例验证,该方法对内河闸站、排海口门闸站等多类型、复杂调度闸站均可适用,计算水位过程与实测过程拟合良好,并显示具有较高的计算效率和稳定性,可为平原闸站规划、闸群联合优化调度等研究奠定基础。     

梯级水库群联合优化调度算法研究综述

系统介绍了梯级水库群联合调度模型求解的常规优化方法和智能优化方法,其中常规优化方法包括动态规划法及其改进方法和大系统分解协调等方法,智能优化方法包括粒子群优化算法、遗传算法、差分进化算法等。在评述各种方法的基础上,给出了大规模水库群联合优化调度需要解决的问题:1模型系统求解的稳定性和求解效率的平衡问题;2考虑生态环境的多目标优化调度模式;3水库群优化调度模型描述方法;4优化模型输入和输出的不确定性问题;5机组高水头多振动区运行问题。同时,指出了智能优化算法的发展方向:1数学理论基础研究;2参数对算法结果的影响分析;3各种优化算法的改进与融合;4求解算法的并行计算和云计算技术。     

考虑湖泊调蓄的引江济淮工程旬水量调度方案

为挖掘引江济淮工程沿线湖泊调蓄能力在保障供水、降低泵站输水能耗方面的潜力,开展考虑湖泊调蓄的 跨流域调水工程旬水量调度研究,构建考虑湖泊调蓄的泵站-湖泊多目标旬水量优化调度模型,并采用遗传算法进 行求解,以制定满足用水单元缺水量最少、泵站能耗最小和湖泊不平衡量最小的泵站-湖泊联合调度方案。分析 引江济淮工程调度运行的不同典型运行工况,以自流引江工况为例讨论考虑湖泊调蓄的旬水量调度方案的优势。 结果表明,考虑湖泊调蓄的调度方案能有效提高供水保证率、降低泵站总输水能耗,可为引江济淮工程运行调度 提供决策支撑。     

雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度建模及应用Ⅰ——联合优化调度潜力分析

梯级水库群优化调度涉及联合建模、高效求解、规则提取、效益评估等多方面内容。以雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度为主要目标,在水库群联合调度建模的基础上,引入大系统分解协调与离散微分动态规划方法进行优化求解,并设计多种方案进行效益分析。研究表明,联合优化调度相较于各水库单独调度发电量均有所增加,发电总量平均增大2.8%,尤其在来水偏丰年份,水库群联合优化对发电量提升效果显著。其中,金沙江下游梯级增发电量平均占总体增发电量的70%以上,在发电总量较低的年份,金沙江下游梯级增发电量基本等于三流域总体增发电量,展现了金沙江下游梯级库容大、水头高、调蓄能力强的巨大优势。同时,金沙江中游和金沙江下游联合优化发电量大于雅砻江和金沙江下游联合优化发电量,若能通过投资并购、调度补偿等多种形式,探索形成金沙江下游梯级与金沙江中游梯级联合优化调度模式具有重要意义。     

引江济淮工程（河南段）多目标水量优化调度

引江济淮工程（河南段）涉及河道、闸泵、管道和调蓄水库,约束条件复杂,常规的优化调度算法难以搜索可行解,求解效率低。选用受水区缺水率平均值最小、泵站总抽水量最小和受水区缺水率标准差最小作为目标函数,从供水保障、供水成本和公平性角度构建多目标水量优化调度模型。基于可行搜索思路,结合逆序演算和顺序演算过程对约束条件进行处理,引入决策系数,通过映射关系使搜索空间保持在可行域中,结合多目标非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithms,NSGA-II）进行求解,得到Pareto最优解集,并采用熵权法进行方案优选。结果表明,基于可行搜索的NSGA-II算法能够有效求解复杂调度系统的多目标优化问题,综合考虑多个目标的最优方案相对单目标方案更加合理,结果可为引江济淮工程（河南段）运行管理提供决策支撑。     

三峡梯级电站短期优化调度的模糊多目标动态规划

针对三峡梯级电站的短期优化调度是一个具有复杂约束条件的大型、动态、有时滞、模糊非线性的优化问题，本文建立了模糊优化调度模型，并对其进行了求解。由于常规模糊动态规划的方法在库容变化大的时候会出现维数灾，因此本文利用模糊多目标动态规划法，并结合逐次逼近方法，来求解梯级短期优化调度问题。实例仿真结果表明，它不仅可以根据不同的参数选择生成非劣解集，还可以推荐满意解，为决策支持提供依据。     

复杂水利-电力约束下梯级水电站短期多层级多目标优化调度研究

电网高强度的调峰调频任务和流域严格的水量调度要求,限制了梯级水电站调度运行的优化空间,造成水调电调协调困难、效益发挥不充分、机组长时间低效运行等问题。本文统筹考虑梯级水电站发电效益、调峰能力以及运行工况等目标,分别建立电网、梯级、电站等不同层级的调度模型,研究多层级多目标协同优化机制,提出模型求解方法。通过不同层级之间相互嵌套,滚动向前,在复杂水利-电力约束条件下保证梯级电站的安全高效运行。以黄河上游水电基地为例,该方法可在保障黄河流域水量调度要求和西北地区高比例风光全额消纳前提下,将梯级水电站发电量提升2.75%,耗水率降低2.38%,机组低效运行时间降低50.64%,且有效提升水电调峰能力,平滑了火电出力过程,对于梯级水电科学调度和安全运行具有科学意义和实际价值。     

梯级水电站群调度多目标网络分析模型

研究网络分析技术在水库群调度中的应用，把多目标分层排序网络分析模型拓展到多目标梯级水电站调度的网络分析中，提出梯级水电站群调度多目标网络分析模型。结合某流域梯级水电站群优化调度实例进行模型的应用研究，结果表明，用本文模型构造的时空网络图，结构清晰，直观形象，算法效率高。     

岷江中游梯级闸坝联合优化调度研究

合理控制不同层级闸坝的下泄水量是实现梯级闸坝整体优化的关键。针对梯级闸坝联合调度层级多、水力联系紧密的特点,为协调不同层级闸坝系统间的水文补偿关系和降低建模维度,建立了基于粒子群算法和自适应算法的梯级闸坝耦合调度模型。基于粒子群算法完成了对闸坝调度规则的整体优化。在此基础上,采用自适应修正算法对闸坝的蓄、泄水量完成修正实现整体效益最大。综合考虑上游来水、区间降雨产流和农业灌区退水等影响因素,以提高水资源利用率增强供水保障为目标,对岷江中游段规划梯级闸坝群进行实例研究。结果表明:95%来水频率年采用梯级闸坝耦合优化调度减少下泄流量5 048万m~3,有效提高枯水年的供水保障能力。耦合优化法可以提高收敛稳定性,具备针对梯级闸坝联合优化调度的应用潜力。     

松涛灌区渠道梯级电站优化调度研究与应用

松涛水利工程管理局在松涛灌区（东干）渠道上建立的5座梯级电站由于地理位置分散,渠道调节性能差,发电效益不高,综合利用部门之间的矛盾突出。为此,对松涛灌区渠道梯级电站进行优化调度研究,以现代控制论、动态规划法为基础,根据动态规划理论,求解适合渠道梯级电站优化运行方式,并开展渠道梯级电站联合优化调度应用的探索,实践证明,松涛灌区梯级电站优化调度后效益显著。     

Joint optimization scheduling for water conservancy projects in complex river networks

In this study, we simulated water flow in a water conservancy project consisting of various hydraulic structures, such as sluices, pumping stations, hydropower stations, ship locks, and culverts, and developed a multi-period and multi-variable joint optimization scheduling model for flood control, drainage, and irrigation. In this model, the number of sluice holes, pump units, and hydropower station units to be opened were used as decision variables, and different optimization objectives and constraints were considered. This model was solved with improved genetic algorithms and verified using the Huaian Water Conservancy Project as an example. The results show that the use of the joint optimization scheduling led to a 10% increase in the power generation capacity and a 15% reduction in the total energy consumption. The change in the water level was reduced by 0.25 m upstream of the Yundong Sluice, and by 50% downstream of pumping stations No. 1, No. 2, and No. 4. It is clear that the joint optimization scheduling proposed in this study can effectively improve power generation capacity of the project, minimize operating costs and energy consumption, and enable more stable operation of various hydraulic structures. The results may provide references for the management of water conservancy projects in complex river networks.     

梯级水电站群优化调度算法研究

根据梯级水电站群远程集控调度的特点,研究了适用于梯级水电站群的优化调度算法。讨论了梯级水电站群优化调度准则,对几种典型优化算法的适应性和局限性进行了分析比较。结果表明,在流域梯级电站数量较少时可采用动态规划算法,在流域梯级电站规模较大时可采用基于遗传算法的改进型优化算法。按照流域梯级水电站的实际情况采用适应的优化算法,才能发挥梯级水电站远程集控优化调度系统的优势。