水電站群優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)及聯(lián)合調(diào)度數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法研究

本文提出的最優(yōu)補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法,先將求解復(fù)雜的補(bǔ)償調(diào)節(jié)優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為判別約束方程組是否有解的判別問(wèn)題,進(jìn)而將該判別問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榍蠼饩哂泻?jiǎn)單目標(biāo)函數(shù)的虛擬優(yōu)化問(wèn)題,再利用大系統(tǒng)目標(biāo)協(xié)調(diào)算法求出最優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)方案。

水電站水庫(kù)群防洪補(bǔ)償聯(lián)合調(diào)度模型研究及應(yīng)用——針對(duì)具有下游防洪任務(wù)的水電站水庫(kù)群，提出基于預(yù)報(bào)及庫(kù)容補(bǔ)償?shù)乃畮?kù)群防洪補(bǔ)償聯(lián)合調(diào)度逐次漸進(jìn)協(xié)調(diào)模型，推求水庫(kù)汛期防洪庫(kù)容動(dòng)態(tài)控制方案。該模型運(yùn)用了大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論及貝爾曼的逐步逼近思想，以各水庫(kù)...

針對(duì)具有下游防洪任務(wù)的水電站水庫(kù)群,提出基于預(yù)報(bào)及庫(kù)容補(bǔ)償?shù)乃畮?kù)群防洪補(bǔ)償聯(lián)合調(diào)度逐次漸進(jìn)協(xié)調(diào)模型,推求水庫(kù)汛期防洪庫(kù)容動(dòng)態(tài)控制方案。該模型運(yùn)用了大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論及貝爾曼的逐步逼近思想,以各水庫(kù)為獨(dú)立的子系統(tǒng)建立3層遞階結(jié)構(gòu),針對(duì)庫(kù)間水力、電力聯(lián)系及防洪庫(kù)容限制等復(fù)雜的約束條件進(jìn)行不同層次的協(xié)調(diào)。模型經(jīng)過(guò)多次迭代計(jì)算,得到最佳的水庫(kù)群防洪庫(kù)容協(xié)調(diào)方案。該模型應(yīng)用于清江流域梯級(jí)水庫(kù),計(jì)算結(jié)果表明,在不降低水庫(kù)及梯級(jí)原有的防洪標(biāo)準(zhǔn)前提下,能有效利用上游水布埡水庫(kù)的防洪庫(kù)容,分擔(dān)隔河巖水庫(kù)部分防洪任務(wù),并顯著提高梯級(jí)水庫(kù)發(fā)電量。

依據(jù)人的思維和行為具有模糊性的特點(diǎn)，利用大系統(tǒng)理論和模糊系統(tǒng)理論研究水電站水庫(kù)群優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)問(wèn)題．首先建立起基于知識(shí)的水電站水庫(kù)群模糊優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)模型；然后提出有效的計(jì)算方法———基于知識(shí)的三級(jí)目標(biāo)協(xié)調(diào)—模糊規(guī)劃法；最后結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行分析和計(jì)算、驗(yàn)證．分析和計(jì)算結(jié)果表明，所研制的這種基于知識(shí)的水電站水庫(kù)群模糊優(yōu)化補(bǔ)償調(diào)節(jié)模型技術(shù)———計(jì)算模型和方法，對(duì)于運(yùn)用領(lǐng)域?qū)＜一驔Q策者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、充分挖掘水電站水庫(kù)群內(nèi)部潛力和整體補(bǔ)償效益具有重要意義和實(shí)際推廣價(jià)值．

水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算是水能規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。利用常規(guī)方法和判別式法進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算,其保證出力往往偏小,而動(dòng)態(tài)規(guī)劃及其改進(jìn)算法的應(yīng)用,又受到“維數(shù)災(zāi)”的限制。本文基于逐次優(yōu)化法(progressiveoptimalityalgorithm)建立的水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)優(yōu)化計(jì)算模型和算法,提高了水電站群的保證出力,較好地解決了“維數(shù)災(zāi)”問(wèn)題。

本文應(yīng)用隨機(jī)優(yōu)化方法，以黃河上游梯級(jí)水電站群為例，對(duì)梯級(jí)水電站群的興利優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究，并對(duì)梯級(jí)的多年運(yùn)行成果進(jìn)行了分析．由于對(duì)入流的處理比較合理巧妙，從而有效地避免了“維數(shù)災(zāi)”問(wèn)題．結(jié)果表明，所建立的模型是合理可行的．

應(yīng)用改進(jìn)粒子群算法求解松江河梯級(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,建立梯級(jí)電站發(fā)電量最大和發(fā)電效益最大短期優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型。針對(duì)粒子群算法存在的后期收斂速度慢和易陷入局部最優(yōu)等缺點(diǎn),引入收縮因子和基于遺傳思想的變異算子對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。應(yīng)用改進(jìn)粒子群算法對(duì)松江河梯級(jí)水電站進(jìn)行短期優(yōu)化調(diào)度,分別采用發(fā)電量最大和發(fā)電效益最大數(shù)學(xué)模型進(jìn)行算例分析。結(jié)果表明:對(duì)梯級(jí)電站進(jìn)行短期優(yōu)化調(diào)度可以提高梯級(jí)電站的整體質(zhì)量和效益;應(yīng)用改進(jìn)粒子群算法求解梯級(jí)電站短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題在求解時(shí)間、精度上都取得了滿意的效果。

近十幾年來(lái),隨著數(shù)學(xué)規(guī)劃的理論和方法的廣泛應(yīng)用,水電站群跨流域聯(lián)合補(bǔ)償調(diào)節(jié)研究取得了很大的進(jìn)展,不論是建立數(shù)學(xué)模型還是求解方法都提出了豐碩的研究成果。本文綜述了水電站群(跨流域)聯(lián)合補(bǔ)償調(diào)節(jié)專題研究中采用的常規(guī)方法、蓄放水次序法,以及數(shù)學(xué)規(guī)劃法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。文中也對(duì)數(shù)學(xué)規(guī)劃法中模型的建立及模型求解的各種常用算法進(jìn)行了綜述。

本文在嚴(yán)格的非定常傳熱理論基礎(chǔ)上，應(yīng)用理論和工程相結(jié)合的方法，建立了適用的物理和數(shù)學(xué)模型，給出了合理的定解條件。用ｆｏｒｔｒａｎ語(yǔ)言編制了計(jì)算機(jī)程序，并在ｖａｘ機(jī)上進(jìn)行了計(jì)算。典型計(jì)算結(jié)果表明，鄭州地區(qū)冬季不采暖，室溫可達(dá)１４℃。

本文介紹了水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算系統(tǒng)結(jié)構(gòu),闡述了水電能源數(shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng)、補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算數(shù)學(xué)模型和算法,應(yīng)用表明該系統(tǒng)使用方便,計(jì)算方法合理,通用性較強(qiáng),經(jīng)濟(jì)效益明顯。

本文介紹判別式法的改進(jìn)、程序設(shè)計(jì)計(jì)算中若干問(wèn)題及其在規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況.

通過(guò)數(shù)學(xué)模型描述了水電站的優(yōu)化運(yùn)行準(zhǔn)則，對(duì)水電站設(shè)計(jì)的微機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)采用多級(jí)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法求解方程組，以給出最優(yōu)的運(yùn)行計(jì)劃，達(dá)到電站運(yùn)行的空間最優(yōu)和時(shí)間最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)在一定運(yùn)行周期內(nèi)經(jīng)濟(jì)效益最大。

研究在分時(shí)電價(jià)制度下水電系統(tǒng)短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,建立了優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型。采用變分原理,導(dǎo)出其最優(yōu)性條件,給出了適于梯級(jí)水電系統(tǒng)的最優(yōu)性條件的具體形式。通過(guò)分析水電站水價(jià)的估計(jì)式,得到了具有普遍適用性的、形式統(tǒng)一的最優(yōu)性條件。特例分析說(shuō)明所提模型具有廣泛的適用性。

水電站水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度的關(guān)聯(lián)平衡法模型談飛（管理工程系）水電站水庫(kù)群具有高維性、關(guān)聯(lián)復(fù)雜性、分散性、不確定性和多目標(biāo)性等大系統(tǒng)的特點(diǎn)，其優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題屬于大系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題。由于用經(jīng)典的控制理論和運(yùn)籌學(xué)方法求解此類問(wèn)題所需的計(jì)算工作量和運(yùn)算存儲(chǔ)量與系統(tǒng)...

等出力調(diào)節(jié)計(jì)算是水能設(shè)計(jì)中的經(jīng)典算法，亦是常用而行之有效的計(jì)算方法，以往等出力計(jì)算是以等流量法規(guī)定調(diào)節(jié)段，作適當(dāng)修正后再行等出力計(jì)算或在假定高度圖的基礎(chǔ)上指定保證出力后進(jìn)行等出力計(jì)算，前種算法手段繁雜，后種算法有偏離等出力計(jì)算法的本意之嫌，本文從另一個(gè)角度，以遵從等出力計(jì)算法的本意出發(fā)，并撇開(kāi)等流量計(jì)算法，建立新的數(shù)學(xué)模型，提出來(lái)與同行商榷。

遺傳算法是一種簡(jiǎn)單、適用的搜索方法,經(jīng)常用于解決非線性復(fù)雜的問(wèn)題。水庫(kù)群的最優(yōu)調(diào)度問(wèn)題,就是利用搜索算法根據(jù)水庫(kù)群進(jìn)出水和綜合利用情況,把水電站水庫(kù)看作一個(gè)系統(tǒng),把系統(tǒng)的各元素,輸入/輸出參數(shù)等簡(jiǎn)化和假設(shè)后建立簡(jiǎn)化通用的數(shù)學(xué)模型,用搜索算法對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化仿真,得出最優(yōu)解。

采用均勻流模型及三特征線法，在對(duì)復(fù)雜邊界不作任何簡(jiǎn)化的條件下，建立了水電站含氣水錘計(jì)算的數(shù)學(xué)模型及編制了相應(yīng)的計(jì)算程序；并以龍灘電站為例，在允許尾水管進(jìn)口發(fā)生液柱分離的條件下，對(duì)該電站水輪機(jī)進(jìn)、出口進(jìn)行了含氣水錘的計(jì)算和分析

第18卷第6期 1990年兒月 河海大學(xué)學(xué)報(bào) journal0fhoha1un1vf．rsn~ v01．18no．8 n199o 水電站庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度的分解方法 董增川葉秉如 (水資源水文系) 摘要本文研兜了水電站庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度的一種新方法，空問(wèn)分解方法．與現(xiàn)有的一些方法相比有 以下幾點(diǎn)較為啊顯的優(yōu)越性；(1)可大大降低問(wèn)題的維數(shù)(2)協(xié)調(diào)變量隱含著有實(shí)用價(jià)值的意義} (3)在解決復(fù)雜的大規(guī)模問(wèn)題時(shí)還可節(jié)約計(jì)算機(jī)對(duì)．對(duì)虹水河梯級(jí)的優(yōu)化調(diào)度作丁實(shí)爵計(jì)算． 關(guān)鍵調(diào)水力發(fā)電站i水庫(kù)調(diào)度i最優(yōu)化i系統(tǒng) l引言 水電站庫(kù)群的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，不僅是一個(gè)時(shí)問(wèn)范疇上的優(yōu)化問(wèn)題，更重要的是體現(xiàn)在空 間范疇上的優(yōu)化，對(duì)大規(guī)模的系統(tǒng)，如水庫(kù)數(shù)目眾多結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜，諷節(jié)性能及綜合利用 程度上律在差異，從而產(chǎn)生許多變量及關(guān)系式，若萊些關(guān)系式是非線

本文研究了水電站庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度的一種新方法,空間分解方法.與現(xiàn)有的一些方法相比,有以下幾點(diǎn)較為明顯的優(yōu)越性:(1)可大大降低問(wèn)題的維數(shù);(2)協(xié)調(diào)變量隱含著有實(shí)用價(jià)值的意義;(3)在解決復(fù)雜的大規(guī)模問(wèn)題時(shí)還可節(jié)約計(jì)算機(jī)時(shí).對(duì)紅水河梯級(jí)的優(yōu)化調(diào)度作了實(shí)際計(jì)算.

依據(jù)有關(guān)規(guī)范和調(diào)節(jié)保證計(jì)算的原理，通過(guò)公式的演變推導(dǎo)，研究和擬定了查算圖表的快速計(jì)算方法，減輕了水電站調(diào)節(jié)保證計(jì)算的工作量。本法對(duì)水電站規(guī)劃和可研階段選定合理的樞紐布置方案等有實(shí)用價(jià)值。文中并列舉應(yīng)用實(shí)例。

針對(duì)金沙江—雅礱江梯級(jí)多業(yè)主水電站群聯(lián)合調(diào)度補(bǔ)償效益問(wèn)題,建立了大規(guī)?；炻?lián)水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型,并提出離散微分動(dòng)態(tài)規(guī)劃(dddp)和逐步優(yōu)化算法(poa)相結(jié)合的自適應(yīng)混合方法,實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；炻?lián)水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的高效求解。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合金沙江流域長(zhǎng)系列歷史徑流資料,進(jìn)行了不同建設(shè)運(yùn)行和聯(lián)合調(diào)度情景下梯級(jí)電站調(diào)度模擬,探究了金沙江中游梯級(jí)和雅礱江下游梯級(jí)的建設(shè)運(yùn)行及聯(lián)合調(diào)度對(duì)金沙江下游梯級(jí)的補(bǔ)償作用。結(jié)果表明,金沙江中游梯級(jí)和雅礱江下游梯級(jí)建設(shè)運(yùn)行可以增加金沙江下游梯級(jí)165.36×108kw·h的發(fā)電量;雅礱江下游梯級(jí)和金沙江下游梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度可增加梯級(jí)總發(fā)電量24.79×108kw·h,而金沙江中游梯級(jí)受較大保證出力的限制聯(lián)合調(diào)度效益不夠顯著,可以通過(guò)降低其梯級(jí)保證出力,以便有效提高聯(lián)合調(diào)度的補(bǔ)償效益。

針對(duì)水電站初期蓄水過(guò)程計(jì)算,介紹并評(píng)價(jià)了針對(duì)短歷時(shí)和長(zhǎng)歷時(shí)蓄水過(guò)程的典型年法和頻率法。詳細(xì)說(shuō)明了以需蓄水量為目標(biāo),對(duì)蓄水歷時(shí)進(jìn)行排頻計(jì)算,求得設(shè)計(jì)保證率相應(yīng)典型入庫(kù)流量過(guò)程線的方法。以某水庫(kù)30年徑流系列和蓄水要求為算例,編制程序進(jìn)行蓄水過(guò)程計(jì)算。該方法可以同時(shí)滿足蓄水總量和設(shè)計(jì)保證率的要求,且不必劃分蓄水時(shí)段,適合程序化操作,可以為水電站蓄水規(guī)劃和蓄水安全鑒定提供基礎(chǔ)。