小型水电站水库长期优化调度研究

水电站水库优化调度是一个复杂的多阶段决策过程,根据小型水电站水库的特点,以水电站的发电引用流量为决策变量,以水电站在调度周期内发电量最大为目标,建立小型水电站水库长期优化调度问题的数学模型,并采用浮点数编码的遗传算法对该问题进行优化计算,通过仿真实验说明了该算法的可行性和有效性。     

金沙江下游梯级水库发电出力区间优化研究

传统的水库调度单点最优决策常基于动态规划系列算法求解,据此改进得到的区间近优决策虽然提高了调度灵活性,但是受限于径流多样性与目标维度。采用随机径流模拟器扩展径流输入,构建梯级水库发电联合调度模型并结合“参数-模拟-优化”框架,对累积目标（多年平均发电量）、最值目标（最小出力）和阈值目标（出力保证率）进行稳健性优化,应用于金沙江下游梯级水库并探讨多个方案下的优化发电出力区间。结果表明：虽同为发电效益,最小出力目标与多年平均发电量、出力保证率目标依旧存在相互制约的关系;基于maximin指标优化可以提高最值目标的稳健性;折中方案在权衡多个目标的基础上可增加多年平均发电量93.2亿kW·h(+4.96%),采用20%～80%分位数归纳折中方案的坝上水位柔性决策区间,可指导金沙江下游梯级水库发电联合调度运行。     

大规模混联水电系统长期发电优化调度模型及求解

采用改进判别式法求解大规模混联水电站库群发电优化调度问题.采用坐标轮换法,将多库同时供、蓄水决策转化为单库逐次轮换决策,可有效解决具有水力联系的多水库能量指数(K)求解困难.结合水库常规调度图规则,对水库时段蓄、放水量进行适当控制,以对原始判别式规则进行修正,使解算结果更为合理.结合长江中上游流域11座大型水电站调度系统,给出了一个大型混合水电站系统保证出力约束条件下发电量最大的实际例证.     

灌溉梯级水库的发电优化调度

本文研究了由两个多年调节水库组成的,灌溉为主的长、葫梯级水库的发电调度问题。文中根据灌溉水库的供水特点和梯级水库补偿调节的要求,应用随机动态规划理论分别按上、下调度线拟定了两库联合调度的目标函数和递推方程及其求解步骤,通过电子计算机的大盈计算,绘制了两库各自的优化调度图,并以水库27年来,用水资料进行长系列操作,验证调度图的可行性和效益。结果证明方案是可行的,效益是明显的,基本克服了灌溉供水稻发电之间的矛盾,解决了发电的季节性和可靠性问题,能在满足灌溉设计供水条件下,为电力系统提供保证电能和保证出力。     

基于蚁群算法的水库调度图优化研究

在满足发电保证率的条件下,以年均发电量最大为目标,建立了基于模拟的水库调度图优化模型。通过混合编码描述调度线的形状,采用蚁群算法优化关键点,求解模型。以隔河岩水电站为研究背景,开展隔河岩水库优化调度图编制研究。计算结果表明,较原设计方案,水库优化调度图年均发电量可提高0.32亿kW.h,提高幅度约1.21%,经济效益显著。     

水电站实时优化调度模型及其应用

本文将随机动态规划（ＳＤＰ）与逐次优化算法（ＰＯＡ）结合起来，提出了水电站水库实时优化调度模型。该模型既能考虑水库调度的长期效益，又可根据实时水情变化及时调整调度决策，做到实时优化调度，克服了长、短期优化调度模型与实际水库调度工作不符，难以应用的缺点。     

隔河岩和葛洲坝水电站联合调度补偿效益研究

本文应用确定性优化调度方法，分别研究了隔河岩水库水电站、葛洲坝水电站单独运行和联合调度的效益。计算结果表明，隔河岩水库水电站和葛洲坝水电站联合调度，不仅可以大幅度提高联调保证出力，还可以增加隔河岩水库水电站的年发电量，从而产生了双向补偿效益。     

小型水电站水库优化调度新模型探讨

针对目前水电站水库优化调度计算中 ,电站出力系数和水头损失近似取值或计算导致优化计算结果并非真正最优的问题 ,提出了小型水电站水库优化调度新模型 .该模型以水库优化调度模型为主模块 ,以水电站厂内优化运行为子模块 .在用动态规划求解主模块过程中 ,调用水电站厂内优化运行子模块 .由于子模块以机组的实际动力特性为依据 ,而且将电站引水系统和尾水系统由于机组组合方式不同所出现的不确定因素纳入优化设计之中 ,可有效地解决电站出力系数和水头损失近似计算的问题 ,且计算结果更加准确、可靠     

小型水电站水库优化调度新模型探讨

针对目前水电站水库优化调度计算中,电站出力系统和水头损失近似取值计算导致优化计算结果并非真正最优的问题,提出了小型水电站水库优化调度新模型,该模型以水库优化调度模型为主模块,以水电站厂内优化运行为子模块,在用动态规划求解主模块过程中,调用水电站厂内优化运行于模块,由于子模块以机组的实际动力特性为依据,而且将电站引水系统和尾水系统由于机组组合方式不同所出现的不确定因素纳入优化设计之中,可有效地解决电站出力系统和水头损失近似计算的问题,且计算结果更加准确,可靠。     

毛家村水库长期优化调度研究

针对毛家村水库及电站的实际情况，根据动态规划的最优性原理，建立了以水电站年平均发电量最大为目标函数，以各时段水库的发电用水为决策变量的水库长期优化调度模型；并对径流资料进行分析，建立了随机模型；对样本径流资料和模拟序列分别进行了长期优化调度计算，得到水库的最优调度过程．     

Multi-reservoir joint operating rule in inter-basin water transfer-supply project

The joint operation of inter-basin water transfer-supply(IBWTS)project can be more complex when there is joint water demand in multi-reservoir system and multi-importing reservoirs simultaneously transferring water from exporting reservoir.In this study,a joint operating rule is proposed for the purpose of solving such complex operation problem.This rule is composed of a set of sub-rules,including hedging rule curves of virtual aggregation reservoir(i.e.equivalent reservoir)and other individual reservoirs,water-transfer rule curves of each individual reservoir,as well as some of important assisted rules.These assisted rules refer to allocation models for water transfer-supply.In the proposed rule,an equivalent reservoir is established to determine under what condition the water supply should be reduced and specify the total supplied water for joint water demand(i.e.aggregation method).Allocation models are developed to distribute the total transferred water into each importing reservoir and determine the water releases for joint water demand by each member reservoir of the aggregation system(i.e.decomposition method).And these models are integrated with a set of influence factors such as hydrologic characteristics,reservoir storage or vacant storage,regulating ability,water-supply pressure,and so on.The aggregation of multi-reservoirs and the disaggregation of water quantities are taken into a whole consideration to reduce the complexity in reallocation of water target storage or water release.Finally,the proposed rule is applied to the North-line IBWTS Project in Liaoning Province,China.The results indicate that the proposed rule can take full advantage of hydrologic compensation in basins and capacity compensation in reservoirs.Thus it can improve the utilization efficiency of water resources in system.     

基于多目标遗传算法的综合利用水库优化调度图求解

分析了常规方法求解综合利用水库调度图存在的问题.提出了一个基于遗传算法的调度图求解模型.模型同时以保证率和缺水量为目标,直接以调度图的基本调度线为决策变量,通过水库的模拟运行结果评价可行解,然后利用遗传算子不断改进调度线,能搜索得出调度图的非劣解集.实例计算结果显示多目标方法较传统仅以保证率为目标推求调度图的做法合理     

Evaluation of optimization operation models for cascaded hydropower reservoirs to utilize medium range forecasting inflow

This paper evaluates the performances of the models that incorporate forecasting inflow for cascaded hydropower reservoirs operation.These models are constructed separately on the concepts of explicit stochastic optimization(ESO)and implicit stochastic optimization(ISO)as well as parameterization-simulation-optimization(PSO).Firstly,the aggregation-disaggregation method is implemented in ESO models to reduce the complexity of stochastic dynamic programming(SDP).And the aggregate flow SDP(AF-SDP)and aggregation-disaggregation SDP(AD-SDP)are constructed respectively.Secondly,in ISO model,decision tree is the well-known and widespread algorithm.The algorithm C 5.0 is selected to extract the if-then-else rules for reservoir operation.Thirdly,based on the PSO model,the hedging rule curves(HRCs)are pre-defined by fusing the storage and inflow as state variable.The parameters of the HRCs are determined by using the simulation-optimization model.Finally,China’s Hun River cascade hydropower reservoirs system is taken as an example to illustrate the efficiency and reliability of the models.In addition,the values of quantitative precipitation forecasts of the global forecast system(10 days lead-time)are implemented to forecast the 10 days inflow.     

基于学习自动机阵列的模糊规则学习方法

研究在线学习模糊控制规则的方法．建立基于多维学习自动机阵列的模糊控制器模型,提出在学习自动机阵列中按照贡献分配奖励的学习算法．在没有任何预置知识和规则的前提下,该控制器能通过与被控对象的交互动作建立自身的规则库．对机械手自学习视觉伺服控制的仿真结果验证了该方法的有效性．     

时间尺度对梯级水电站发电调度建模准确度影响分析

随着梯级水电站的陆续建成投运,梯级水电站开展联合精细化调度的相关研究,如：模拟长系列径流资料提取调度规则、历史运行过程的优化调度水平精确评价等,对确定性径流情景下梯级水电站联合调度精细化模拟提出了新需求。然而,传统的梯级水电站精细化调度建模研究多集中在水电站水电能转换关系、梯级水电站间水力联系的精细化模拟等方面,关于模型时间尺度对模型准确度影响的研究较少。在确定性径流情景下,模型时间尺度也是影响调度模型准确度的关键因子之一,且其对模型准确度的影响受其他诸多因子的扰动,呈现复杂的关联关系。因此,从理论分析和实例分析2个方面,研究了确定性径流情景下时间尺度对梯级水电站发电调度建模准确度的影响。本文运用控制变量法及逐步逼近的思想分析并推导了影响不同时间尺度调度模型准确度的关键因子,确定了弃水量计算偏差、径流量大小、径流期内变化及初末水位差等关键因子,并定性分析了上述关键因子扰动下模型时间尺度对调度模型准确度的影响。在此基础上,针对金沙江下游梯级水电站实例,以理论分析成果为基础,运用工况设定-模拟计算-结果统计分析的方法,对金沙江下游梯级水电站不同调度期下不同时间尺度模型准确度进行了定性、定量分析,进而依据上述分析结果建立了金沙江下游梯级水电站多尺度发电调度模型。模拟结果一方面证明了理论分析结果的正确性;另一方面表明所构建的多尺度发电调度模型能够较为准确地反映水电站实际工况,且同时能有效减小调度问题的规模,为梯级水电站的调度规则提取、历史调度评价等提供切实可用的发电调度模型,同时,可为大规模梯级水电站群联合调度问题的降维求解提供新思路。     

决策树技术在水库兴利调度中的应用研究

利用数据挖掘中的决策树技术,对多年水库实际水文数据和调度数据进行分析和挖掘,从中得到基于多年实际径流资料和水库水位资料的调度决策树模型.模型特点:1)在海量历史水库调度数据中挖掘调度规则,从实践中得到的经验规则往往更具有实用性.2)将入流类别作为判断条件在调度规则中使用,将预报入流类别结合时间、水位生成调度规则更具有合理性.通过实例分析,比较调度决策树模型与常规水库调度图模型的结构特点和调度结果,尝试得到合理的水库兴利调度规则.     

基于弹塑性损伤模型的预应力闸墩非线性有限元分析

常规的弹塑性模型由于没有考虑到损伤对结构强度的影响,常常得到高于结构实际承载力的应力分布,难以模拟破坏时由于内部损伤的累积导致的变形增加和承载力降低.将规范应力应变曲线进行简化,推导出弹塑性损伤模型曲线,采用简支纯弯梁验证了该简化模型的正确性,然后将该模型应用于深溪沟水电站预应力闸墩非线性有限元分析.计算结果表明考虑结构弹塑性损伤较线弹性分析能更好反应结构真实受力特性,计算结果对预应力钢筋的布置和闸墩的设计具有指导意义.     

基于上-下游水电站协商定权的施工导流方案决策模型

基于上游水电站控泄的施工导流方案决策具有多目标性和双边冲突性特点。提出将上游水库汛限水位和下游水电工程施工导流标准的组合作为施工导流方案可行集,在建立方案综合评价指标体系的基础上,考虑水文、水力不确定性,利用Monte-Carlo方法估算各风险效益指标值。基于协商定权理论,将指标权重的分配作为决策过程中上-下游水电站之间冲突和争议的焦点,构筑冲突双方的协商定权局势,并将熵权引入到损失函数计算模型的构建中。工程实例分析表明,模型和方法是可行的、有效的,协商后的指标权重分配更加均衡与全面,反映了双方冲突的协调与解决,决策结果可靠,为上游水电站控泄条件下施工导流方案优选与风险调控提供新的思路和方法。