适应气候变化的交互式水库防洪调度决策分析系统

面对日益加剧的气候变化,提供实用快速的水库防洪调度决策分析工具非常必要。本文建立了水库防洪调度的常规调度模型和多目标优化调度模型,开发了两种模型的人机交互式计算工具,并通过优化调度模型的非劣解集分析水库防洪风险,在灵活的人机交互计算基础上给决策者提供方便快捷的辅助决策。开发的交互式水库防洪调度决策分析系统可实现:(1)不同水库和洪水过程的添加和选择;(2)防洪常规调度和优化调度的计算;(3)动用防洪库容和最大下泄流量关系实时计算并图形显示;(4)基于最大下泄流量与洪峰流量比例的多目标优化调洪计算;(5)计算结果的交互计算分析,可人为调整入库流量、水库各时段水位或下泄流量后,重新进行交互计算;(6)计算结果特征值实时统计显示等功能。经多个水库的实例验证表明,该系统能很好地适应不同类型的水库和各种类型的洪水,可作为复杂气候变化条件下水库防洪调度决策的分析工具。

水库调洪计算课堂教学模式设计

水库调洪计算是水库设计和防洪调度的基本理论依据。水库调洪计算的课堂教学效果决定学生的理解和掌握程度,本文从规划和运行两个阶段,对水库调洪的作用、调洪计算的任务、调洪计算的基础理论、调洪计算的方法和调洪计算结果的表达等几个方面对水库调洪计算进行了讲解,并以实例介绍了迭代法进行水库调洪计算的具体步骤,对调洪计算在水库规划和管理运行中的重要作用进行了阐述。

水电站水库中长期优化调度教学演示软件开发

水库中长期优化调度是水库调度中的重要内容,也是水电站水库运行与调度课程的主要研究对象。文章基于动态规划及其改进算法,开发了水电站水库中长期优化调度教学演示软件,该软件可实现从预先设置的水库中选择所需要的水库进行计算,设置优化计算的初始水位和终止水位,调度期可选择月、旬、日或多日,计算结果图表可对应查看,结果统计值显示和交互计算,等等功能。该软件可以在课堂演示,使学生了解水电站水库优化调度的基本思路、初始条件设置、计算结果展示及系统界面基本结构等内容,为水库调度实践打下了良好基础。

水库常规调度教学演示软件开发

水电站水库运行与调度是水文与水资源工程的重要课程,水库调度是该课程的主要研究对象。文章开发了基于常规调度图的水库常规调度教学演示软件,该软件可实现水库可选、水库特征水位显示、初始值设定、调度年份可选、计算结果图表显示和调度结果统计等功能。该软件可以在课堂演示,使学生了解常规调度的基本程序、调度软件的基本结构等内容,为水库调度实践奠定良好的基础。

《水电站水库运行与调度》课程案例集设计

《水电站水库运行与调度》是水文水资源专业的专业必修课程,也是水资源和水能资源高效利用的重要理论基础课程。该课程讲解了水电站运行和水库调度的主要内容,文章以年调节水库为实例背景,提炼了12个相关的应用案例组成案例集,并提供了各案例的解题思路。通过对这些案例的学习,同学们可以深入地理解水电站水库运行与调度的理论和方法。

多分水口渠道的水流演进方法研究

农业水资源高效利用是节约用水的重要内容,灌区节水是农业节水的重点领域,开展灌区渠系水流演进研究,对灌区精准调水具有重要意义。以漳河灌区二干渠为研究对象,基于马斯京根水流演进基本原理,针对具有多个分水口渠道的水流变化特点,开展了渠道水流演进的“先演后合”和“先合后演”方法对比研究。应用结果表明,“先演后合”得到的渠首流量均值更接近实际情况。本研究不仅可用于推求渠首配水过程和模拟各断面水位过程,而且可为灌区开展渠系水量的科学精准调度提供决策依据。

河网水闸智能调度探讨

为充分发挥水闸的功能效益,进一步促进河网水闸管理的科学化、合理化,针对现有河网水闸调度模型存在的复杂高和通用性不足等问题,通过事件集、规则集和决策集等3种集合给出水闸调度过程的一般化表述形式,提出这3种集合的构建方法。在智能调度平台上的应用结果表明,该方法能提高水闸调度的通用性、安全性和智能性,为水闸智能调度研究提供参考。

水库多目标调度模型及算法研究

协调水库发电、灌溉和生态环境效益是众多水库决策者面临的棘手问题。本文以考虑发电保证率要求的总发电量最大、下游灌溉和生态流量需水满足度最大为目标建立水库多目标调度模型,以动态规划和离散微分动态规划为计算核心,在分别对发电保证率、灌溉需水满足度和生态环境需水满足度建立惩罚函数的基础上,提出求解多目标模型的变惩罚系数法(VPC),并应用VPC法进行模型求解,通过筛选得到多目标非劣解的Pareto前沿。通过与非支配排序遗传算法II(NSGA-II)计算结果进行对比,表明VPC算法可以得到更高质量的非劣解集。实例研究表明,该模型和求解方法具有较好的适应性和较强的实用价值,可以为水库调度管理者提供重要的决策参考。

水库发电优化调度模型的快速求解算法及应用

针对水库"以水定电"优化调度数学模型求解方法中,传统动态规划方法易陷入"维数灾",而现代智能算法搜索效率低且易陷入局部最优解等不足。本文基于水库在高水头运行时耗水率小的特点,提出了水电站水库"以水定电"调度模型的快速求解方法——浮子算法。该方法在水电站满足保证出力和最小下泄流量等要求的前提下,尽可能提高水库调度期的运行水位以达到直接寻找优化调度解的目的。通过案例分析并与离散微分动态规划(DDDP)方法求解结果比较,本算法结果与DDDP算法十分接近,计算时间约为后者的50%。与其他算法联合使用,可在提高优化效果的同时缩短模型的求解时间,为水电站水库"以水定电"调度计划的制定和快速决策提供技术支持。