蓄引提灌溉及发电系统的模拟与优化调度研究

本文将模拟技术和优化理论相结合,针对以灌溉为主的综合利用水库和灌区系统内包括塘坝、反调节库、抽水站等组成的复杂系统建立了多目标、确定型蓄、引、提、灌溉及发电水资源系统联合优化调度的模拟——优化调度数学模型。该模型具有逼真性强、收敛速度快,且能达到系统优化的特点。将其研究成果用于安徽省史河蓄、引、提、灌溉及发电系统的联合优化调度中去,取得了比常规调度更大的经济效益,且获得了上游水库、反调节库和抽水站的最佳运行规则,所有成果已用于指导生产和管理中去。     

灌区水资源利用优化调度研究

实现灌区水资源利用的优化调度,对提高农业生产的灌溉效益,发挥水资源在生产、生活和生态中的资源价值具有重要的意义。结合具体灌区水资源利用实践,从灌区需水量的分析预测、水库模拟调度计算、水库蓄水量的优化调度、灌区规模及各干支渠规划的优化调度及种植结构的优化等方面探讨了灌区水资源利用优化调度的方案。以期实现水资源的科学合理调配,提高灌溉效益。     

回归分析在蓄引提灌溉及发电系统联合优化实时调度中的应用研究

本文针对蓄、引、提、灌溉及发电水资源系统联合优化调度的特点,提出了预报——多项式逐步回归模型,并对逐步回归方法作了改进,根据系统联合优化调度所得的最优策略和水库来水量,灌区用水量预测等,用改进逐步回归方法求得了水库、反调节水库和抽水站在不同时段的最佳回归预报公式,该成果已被用于指导生产和管理中。     

水库群联合调度规则研究

水库群联合调度是现在水资源调配的重点与难点,随着水库群的目标与变量越来越多,联合调度的经典算法和人工智能等算法对于复杂的水库群系统可能会存在难以构建数学模型或者调参复杂等问题。以岳城水库及东武仕水库联合调度为例,综合考虑工业用水、生活用水、农业用水、灌溉用水和生态用水,建立了水库群联合调度模型,通过模拟优化人机算法进行求解,并选取75%来水频率年分析计算水库群联合调度规则,根据水库群联合调度图,提出岳城水库和东武仕水库的具体供水方案,并给出联合调度结果。合理的水库联合调度规则可有效促进区域社会经济发展,改善生态环境。     

井渠结合灌区水资源高效利用调控模式

根据水资源平衡的原理，对井渠结合灌区的地表水和地下水进行联合优化调度，并采取地膜覆盖集雨种植节水技术和引洪补源技术，实现灌区水资源的高效可持续利用。实践表明：采取沟渠蓄水和大定额灌溉的补源方式，效果明显；采取地膜覆盖集雨种植节水技术，增产幅度达17.4%；采取水资源优化调度技术，平均净增效益3000元/hm2左右，并可实现水资源采补平衡。     

陈村水电站水调自动化系统的建设及应用

陈村水电站在电网的调峰、调频中起着重要的作用,同时水库也面临着防洪、灌溉等任务。为改善陈村水库防洪调度手段,充分挖掘水库调度潜力,提高发电和防洪效益,在原有洪水预报系统的基础上,建立了陈村电厂水库调度自动化系统。该系统集成了洪水预报、水库调度、发电优化、数据整编等各方面功能,并可进行梯级电站联合调度。     

多目标水库群的联合调度

本文应用系统工程理论和方法,研究水库群联合调度的多种兴利目标问题。按目标的主次顺序,建立了具有优先权结构的以年为周期的优化调度数学模型。以辽河流域五个水库的联合调度为算例,表明可充分利用水资源,提高水库运行管理水平。     

流域水资源供需双侧调控模型及应用

针对水资源常规配置中供需分离、配置与调度结合不紧密,难以支撑流域水资源严格管理的问题,提出流域水资源供需双侧调控模型。在需水侧,通过建立供水量和效益函数关系,并考虑水土资源等约束条件,构建农业种植结构与灌溉制度优化模型;在供水侧,采用模拟与优化、配置与调度相结合的两阶段建模路径,构建多水源配置与水库群优化调度模型;通过来源于需水侧模型的"需水过程"与来源于供水侧模型的"可供水过程"的分解与耦合,实现供需双侧的联合调控,综合集成构建流域水资源供需双侧调控模型。将该模型应用于南四湖流域,提出了南四湖上级湖、下级湖等大型湖库工程的优化调度图与不同年型下农业种植结构和水资源配置方案,验证了模型的有效性。通过供需双侧协调优化,南四湖流域供需缺口缩小,农业种植效益增加,枯水年水分生产效益提高了0.70元/m~3、平水年水分生产效益提高了0.63元/m~3;生活和工业供水保证率稳定在95%,生态和农业供水保证率明显提升,分别由53%提高到71%、由67%提高到75%。     

平原坡水区梯级闸站联合优化调度研究

分析平原坡水区梯级闸站联合优化调度系统特点,探究其合理的联合优化调度方法,目的在于使社会、经济和生态环境三方面效益达到最优,为准确研究特定区域闸站联合优化调度、制定和实施该地区的发展规划提出参考。建立特定区域闸站多目标联合优化调度模型并采用NSGA-Ⅱ算法求解得到非劣解集,运用多属性评价决策进行方案优选。对宿迁市黄河故道及以南地区梯级闸站进行实例研究,结果表明:联合优化调度相比常规调度,通过增加提水量,有效降低了缺水率,提高了系统的供水能力,同时减少了弃水,充分利用了水资源,节约了供水成本。这说明平原坡水区梯级闸站的多目标联合优化调度模型及求解方法,具有较好的可操作性和优越性,对实际工程具有指导意义和应用价值。     

威-团灌区多水源联合运用及优化配置

在灌区水源等基本资料的基础上,分析了多水源联合运用灌区的水资源优化配置问题。运用单纯型法,建立数学模型,借助Visual Basic编程进行求解,得到作物充分灌溉条件下的最大效益及相应的种植比例。     

雅砻江流域梯级电站群联合优化调度研究

流域梯级电站群水电联合调度是一种先进的、高效率的调度模式。随着我国大中型流域水电梯级滚动开发建设的不断深人,各流域水电开发公司为追求综合效益最大化,在确保电网安全稳定运行的前提下,逐渐形成对梯级水库和电站进行统一水电联合调度管理的模式。作者总结出雅砻江公司集控中心在水电联合调度过程中采取的优化调度原则,并建立以发电收益最大化为目标的数学模型,寻求最优化联合调度方式,提高水资源利用率和电站的经济效益。     

多水库联合供水的优化调度方法

针对大中型水库增加城市供水项目的实际情况,运用运筹学的理论与方法,建立了多水库联合运用情况下,系统供水优化调度的线性规划模型.该模型以多水库年总供水效益最大为目标函数,以月为计算时段,以各月灌溉和城市供水量为决策变量,以水库水量、供水需求等为约束条件.对主要优化参数各月灌溉和城市供水的单方效益等进行了研究.利用该方法,可避免用动态规划法形成的"维数灾".     

常庄、尖岗水库洪水联合调度自动化系统建设思路探讨

常庄、尖岗水库联合调度工程已经竣工验收并投入运行,水库防汛自动化建设正在进行中。为了充分发挥水库效益,运用信息管理技术和网络技术,建设两水库洪水联合调度自动化系统,实现洪水调度自动化,进一步优化水资源配置,不断提高水库运用管理水平,探索水库管理新理念。     

水库防洪与补源优化调度及其风险分析

本文从洪水资源化与水资源可持续开发利用的角度建立水库防洪与补源优化调度的数学模型。利用流域产汇流模型计算入库洪水，并考虑短期降雨预报信息，将交互式生成技术与动态规划模型相结合来优化水库的调度方案，给出考虑洪水预报和降雨预报误差的水库防洪与补源优化调度风险率的定义与计算方法。将此模型和风险分析方法应用于大连市碧流河水库的防洪与补源联合优化调度中，对其风险值和补源效益进行了分析与计算。结果表明与常规调度相比，引洪补源优化调度能提高洪水资源利用率，补源效益十分显著。     

基于动态规划方法的灌区水资源优化配置研究

如何科学合理高效地配置现有水资源,满足灌溉需水要求及提高水资源利用效益,成为研究的重要课题。本文依据经济效益为目标,建立灌溉水资源优化配置数学模型,该模型利用数学软件MATLAB编程进行求解,使得模型求解十分简单,缩小了计算量。     

长潭水库防台抗洪优化调度分析

分别以洪水资源化和洪水风险管理为调度策略,建立长潭水库优化调度的数学模型,对近10年来水库抗击台风洪水效益进行了重新测算分析,验证了实行优化调度的必要性和可行性,为水库科学利用洪水资源提供借鉴。     

流域梯级水资源管理决策支持系统关键技术研究——以金沙江下游—三峡梯级水电站为例

水资源管理决策支持系统是水库群实现防洪、发电、生态等综合优化调度目标的重要支撑。以金沙江下游—三峡梯级水电站为研究对象,针对流域梯级水资源管理面临的突出问题,研发了水资源管理决策支持系统,总结了巨型水电能源系统多源异构数据收集与处理、长江上游水库群调度智能模拟、河道水文过程及水库下游泄水波演进模拟、流域梯级水电站群长中短期嵌套联合发电优化调度、预报调度效益定量评估指标及后评估体系、流域一体化水资源管理模式下多业务嵌套重构等6大关键技术,为金沙江下游—三峡梯级水电站的水资源优化管理提供科学依据。     

水库群系统发电调度的合作博弈研究

水资源的竞争性和非排他性导致水库管理者基于个体利益进行发电调度,使得水库在满足个体利益的同时往往忽略了系统的整体效益。为了在保证个体利益的基础上实现系统总效益的最大化,建立了梯级水库群发电调度合作博弈模型;采用改进后的水循环算法对模型进行分层求解。以金沙江两库与三峡梯级构成的梯级水库群为研究对象,选取典型年进行实例计算。计算结果表明：梯级水库群发电调度的合作博弈模型在获得系统最大效益的同时使得个体利益达到Pareto最优状态,实现水库群总效益和单库个体效益的双赢,既优于联合优化调度模型又优于单库优化调度模型。该合作博弈模型及其新解法可为水库群调度决策分析开创一种新思路。     

基于水库-河道耦合关系的水库水沙联合调度模型研究与应用

为使多沙河流水库既能实现防洪、发电和生态等综合效益,同时又能兼顾下游河道维持一定过流能力的目标,运用动态规划方法构建了基于水库-河道耦合关系的水库多目标优化调度数学模型,集成了水库减淤效益、发电效益、下游河道河床演变3个计算子模块。其中下游河道河床演变计算子模块是整个数学模型的核心模块,它的年度计算结果既作为水库调度寻优的判别条件,又通过实时反馈更新了下一年度水库优化调度计算的边界条件。将该模型应用到黄河小浪底水库水沙联合调度的研究中,结果表明,在维持下游河道4000 m3/s左右的中水河槽的基础上,构建的模型能充分权衡下游防洪、库区减淤、电站发电之间的关系,实现了水库综合效益的优化。该结论为研究多沙河流水库水沙联合优化调度提供了新的思路和理论依据。     

跨流域调水工程联合科学调度实践与探索

通过分析南水北调中线工程、引滦工程和相关水系相连互通的现状,结合滦河流域水库群联合调度的实践经验,尝试通过高层次、大空间的水资源优化配置、联合科学调度,实现跨流域调水工程综合效益的充分发挥和水资源的可持续利用。