Online Dispatching Decision Support System for Smart Grid Reservoir Group

Based on the full use of historical reservoir dispatching information, artificial intelligence is applied to grid reservoir group dispatching. A knowledge representation method, which combines dispatching rules and intelligence models, is put forward. The intelligent dispatching system is established and the system architecture is presented. Additionally, the acquisition, representation and reasoning mechanism of reservoir dispatching knowledge are designed in detail.

An Improved Contract Net Protocol with Multi-Agent for Reservoir Flood Control Dispatch

Contract Net Protocol (CNP) has been widely used in solving the problems of multi-Agent cooperates and reservoir flood control optimization dispatch. This paper designs an Agent functional module based on the multi-Agent coordinated the construction of reservoir flood control optimization dispatch and the corresponding Agent to solve the problem of classical CNP in the Agent communication aspect, to enhance the efficiency of reservoir optimization dispatch and to improve the insufficiency of the classical CNP in the application of reservoir flood control dispatcher. Then, the capacity factor and the cooperation level are introduced in the module. Experiments are conducted on the Agentbuilder simulation platform to simulate reservoir flood control optimization dispatching with the improved CNP. The simulation results show the communication interactive efficiency and the performance of new protocol is superior to those of the classical CNP.

小型水库预报预警系统研发与应用

针对小型水库洪水预报预警研究不足问题,以构建的分布式水文模型、缺资料地区参数移植技术,以及小型水库防洪预警方式与指标体系、预警方案编制等为支撑,利用Java语言、Vue技术、ElementUI组件、EChart组件、Spring Boot、JSON数据交互等技术,设计开发了一套基于B/S架构的标准化、通用型小型水库预报预警系统。介绍了系统的设计模式及功能结构,阐述了基础信息展示、洪水预报、防洪调度、洪水预警、数据管理、基础空间地理分析等主要系统模块的设计,以及系统开发关键技术。以在安徽省的应用为例,展示了系统具备的可靠性、灵活性与实用性。

黄河秋汛洪水防御实践与思考

黄河秋汛洪水相比夏汛洪水,具有洪峰低、持续时间长、含沙量低的特点。2021年黄河发生严重秋汛,干支流、中下游汛情多区域交织,多场次叠加,洪量之大、历时之长,历史罕见。文章以2021年黄河秋汛洪水为例,从水库群精细联合调度、洪水防御工作部署、防洪调度成效等方面回顾了秋汛洪水防御工作,总结了此次洪水防御过程中的技术支撑及组织保障经验,展望了新形势下秋汛洪水防御工作重点,为今后秋汛洪水防御工作提供借鉴参考。

东江流域控制性水工程联合调度策略与机制探讨

近年,东江流域旱涝事件并存,防洪与供水安全形势严峻,三大水库和干流梯级电站是东江流域水旱灾害防御中的重要水利工程。收集流域水工程多年运行经验、案例、数据,综述东江流域控制性水工程联合调度在管理体制、防洪调度、水量调度等方面的研究、实践现状,通过数学模型、统计等方法,对现状调度体制与机制中存在的问题进行分析。从管理、技术、研究等角度提出建议与对策。

低温来流对深水水库过饱和总溶解气体输移的影响

梯级深水水库产生的水温分层现象可降低下游水库来流水温,导致泄洪水体总溶解气体(TDG)的过饱和程度随库区密度分层流的输移过程产生变化。以溪洛渡—向家坝区间为研究区域,基于原位观测和数值模拟相结合的研究手段,研究低温来流对深水水库过饱和TDG纵向和垂向输移过程的影响规律。研究表明:①来流水温降低2℃,TDG云团潜入位置提前36.4 km,峰值垂向位置下移55 m、垂向影响范围减少23%;②来流水温降低2℃,TDG饱和度110%以上云团输移至向家坝坝前阶段和后续阶段,包络面积衰减速率降幅分别为16%和44%;③从射流区到交换区过饱和TDG平均纵向迁移速度显著降低,降幅达92%;④来流水温降低2℃,向家坝表孔出流TDG饱和度峰值和均值的降低程度分别为机组出流的3.2倍和4倍;⑤水温降低对鱼类安全水深阈值的补偿效应可量化为0.20 m/℃。研究成果可为梯级深水水库汛期生态调度提供科学支撑。

区间水优先的水库群引供水调度规则研究

【目的】随着跨流域调水工程不断地发展与完善,没有调节能力的闸坝逐渐与水库共同参与到调度中来,对需要考虑多流域丰枯特性和多水库调节能力的调度规则制订提出了更大的挑战。【方法】为此,提出在调水中相对于水库优先利用区间水的原则,以此构建系统总弃水量最小的调度模型,利用改进的遗传算法求解得到调度规则。并且,以石湖-龙湾-碧流河水库与黑鱼汀闸坝联合的引洋入连引调水工程作为研究实例进行对比。【结果】结果显示,相比于常规调度,优先利用区间水的调度规则方案规避了系统深度破坏,满足95%保证率的城市供水需求,多年平均引水量增加了0.79亿m^(3),系统年均弃水量减少了2.1亿m^(3)。【结论】该研究方法较好地提高了区间水的利用率及系统的用水效率,可为有闸坝参与的跨流域调水系统的调度提供科学参考和技术支撑。

水库洪水预报-调度-演进一体化模型研究及应用

我国东南沿海地区受梅汛和台风暴雨影响,洪水灾害频发。水库作为重要的防洪工程措施,精准预报、有效调度对于防御洪水及降低洪水风险具有重要意义。针对东南沿海地区水库下游防洪风险问题,以温州市泽雅水库为研究对象,采用三水源新安江模型、马斯京根河道演算、水库调度模型、一/二维水动力串联耦合模型,构建水库预报-调度-演进一体化模型。建成的一体化模型集成接入泽雅智慧水库平台,推动水库防洪业务数字化转型。历史洪水模拟结果表明:泽雅水库洪水预报、防洪调度及下游洪水演进模型能够满足水库保护下游城镇安全的要求,有助于提高水库洪水预报调度科学化、数字化、精细化水平。

叶尔羌河山区水库与平原水库联合调度研究

为统筹协调好叶尔羌河下坂地水库、阿尔塔什水库生态、灌溉和发电的水量调度关系,充分发挥两座山区水库的综合利用功能,建立了以灌溉保证率最大和生态供水量最大两种情况下的单目标优化调度模型,并采用遗传算法求解模型。结果表明:两种调度目标情况下,下坂地水库先蓄后供,阿尔塔什水库后蓄先供的供蓄方案均最优,均能满足流域各部门需求;考虑到国家对流域重点胡杨林实施应急输水要求及流域水库群统一调度现状,最终推荐上库(下坂地)先蓄先供、下库(阿尔塔什)后蓄后供的水量调度方案,即流域汛期生态下泄水量10.07亿m^(3),灌溉保证率75.9%,年均发电量25.02亿Kw·h,水库年均损失水量2.60亿m^(3)。研究成果对于指导叶尔羌河流域水资源调度管理具有重要作用。

数字孪生奴尔水利枢纽工程建设构想

为提高奴尔水利枢纽工程安全高效稳定运行水平,针对工程运行过程中面临的工程地质灾害风险预报、预警、预演、预案能力不足,以及统筹考虑工程供水、发电、防洪、生态、冲沙等调度需求的多目标优化调度能力不足等问题,对标数字孪生流域和数字孪生工程建设要求,围绕工程调度运行业务需求,提出数字孪生奴尔水利枢纽工程建设总体框架和主要建设内容,分析监测感知网、工程L3级数据底板和专用模型库的建设要点,梳理包括工程安全监测预警、水库综合调度等功能的“四预”业务应用建设内容,提出与数字孪生塔里木河流域协同应用的思路,可为数字孪生塔里木河流域和流域内重大水利工程数字孪生建设提供参考和借鉴。

浅析岩滩水电站防洪调度措施及效果

笔者结合岩滩水电站的防洪能力,分析制约岩滩水库行洪的外部因素,提出水情气象预报、编制防洪风险图、汛期水位动态控制、洪前预泄、流域梯级水库群优化运行等提升防洪能力的调度措施。结果表明,所采取的调度措施是有效的,能够最大发挥岩滩水电站工程资源效益,取得巨大的经济效益。

基于抗旱保供的金沙江下游-三峡梯级2022年极枯水年优化调度反演分析

在全球气候变化加剧演变的背景下,今后干旱威胁或将成为常态。聚焦2022年长江流域性干旱,以金沙江下游-三峡梯级水库为研究对象,在流域雨水情和水库调度实况分析的基础上,以水资源高效利用为目标,通过优化水库群调度方式,反演分析进一步减轻旱灾的可行性,为今后调度方式的优化提供参考。分别以梯级水库少弃水兼顾防洪安全和梯级水库零弃水为原则设定两种方案,模拟分析梯级补水和发电效益,结果表明两种方案下梯级水库在抗旱保供电关键期防洪风险可控,且能为下游分别多补水85.6×10^(8)、157.6×10^(8)m^(3),增发电量58×10^(8)、98×10^(8)kW·h;全年分别减少梯级弃水141×10^(8)、215×10^(8)m^(3),增发电量74×10^(8)、122×10^(8)kW·h。可见在预报极枯来水条件下,梯级水库采取缓消落方式存蓄部分水量,可有效提高供水、供电保障程度。

三峡水库汛期沙峰预报技术及排沙调度实践

水库排沙调度是三峡水库安全运行和发挥综合效益的关键技术问题。基于长序列实测水沙资料和水库调度运行情况,系统阐述了三峡水库汛期水沙特性、沙峰预报技术体系和水库汛期沙峰排沙调度试验效果。2012年以后三峡水库汛期径流占全年总径流量的45%,但汛期输沙占比达到84%,场次洪水输沙占比明显增大,且存在明显的水沙输移异步现象。基于泥沙实时报汛数据,构建多形式边界预报模型和库区水沙输移模型相耦合的水库泥沙实时预报系统,能够预报沙峰传播至坝前的时间和相应的含沙量,为水库汛期的沙峰调度提供必要的技术支撑。目前三峡水库已成功开展多次沙峰排沙调度试验,取得了预期效果,经调度后水库排沙比显著增大,场次洪水排沙比在27%~39%范围内。

基于知识库和场景推理的乌江智能化防洪调度

围绕贵州省内乌江流域梯级水库防洪调度问题,开展了基于知识库和快速场景推理的智能防洪优化调度研究。基于海量的防洪调度方案,对调度经验知识进行组织与重构,按照“单元-网络-图谱”的总体思路,构建流域梯级水库群防洪调度知识库。在此基础上,根据流域防洪方案特征确定用于场景匹配的数值类、要素类及模糊类等特征信息,通过计算防洪调度方案各特征信息的权重,基于快速场景匹配与推理技术,优选与目标案例匹配度最高的典型案例,实现了流域智能化防洪调度。以乌江梯级水库群为实例进行的应用分析表明:典型洪水场景下削峰率达47%,模型求解耗时5.3 s,而采用传统动态规划模型的求解耗时为21.1 s,求解效率大幅提高。所提方法解决了传统调度中实时方案计算的时效性问题,且所得方案蕴含调度决策经验,调度过程对实际洪水的变化适应性更强。

下坂地水库监测预警与防洪调度方案分析

水库水情监测预警是水库防洪调度、大坝安全、防汛指挥决策的重要手段和关键环节。下坂地水库为大型水库,为增强水库应对突发事件和洪水灾害的能力,基于下坂地水利枢纽基本概况和水情监测存在问题,文章在分析塔什库尔干河洪水特性和水情监测预警预报系统构成的基础上,对下坂地水库预警预报方案进行了探讨。结果显示,构建水文、气象、水库联合监测的四级预警方案,可以科学有效地应对水库不安全事件,可供类似工程进行借鉴。

怀柔水库洪水过程优化调度研究

怀柔水库是北京市重要的饮用水源地,发挥着调蓄供水、拦洪防汛的重要作用。水库建成以来,上游经历了丰枯交替的周期性变化,流域内也逐步建成了数十座中小型蓄水工程,特别是2015年以来南水北调来水调入密云水库调蓄工程的实施,为怀柔水库的调度运行提出了新的要求。但目前,怀柔水库设计洪水仍采用1986年设计成果,为了适应水库上下游防洪形势的变化,对水库设计洪水进行了复核,并通过调洪演算试算,在确保水库工程安全的前提下,对水库洪水过程进行优化调度研究。

面向防洪“四预”的闽江水口洪水预报调度系统建设与应用

为提升闽江水口流域防洪调度水平,建设闽江水口洪水预报调度系统。系统利用开放式的设计理念,采用B/S系统结构开发,融合多源降雨数据,集洪水预报与防洪调度为一体,提升洪水预报精细化水平和水工程联合调度能力。采用多源降雨信息融合技术,集成洪水预报模型库,构建流域洪水预报方案,开发流域智能化运行平台,实现流域多源降雨信息共享应用、洪水滚动预报、智能调度,延长洪水预报预见期,提高预报精度。系统已应用于闽江水口电厂,可提高水电站洪水防御能力和水能利用效益。

产教融合背景下水库调度与管理课程教学改革探索

产教融合是提高人才培养质量的重要手段,文章根据桂林理工大学水文与水资源工程专业水库调度与管理课程建设现状,以产教融合为抓手,结合人才培养与企业需求,充分结合校企双方的优势,构建“教学研做”一体化教学模式,整合并引入校外优质教学资源,建成“双师制”课程指导体系,形成校企联动、产教融合的协同育人模式,有助于打通教学过程中“产学研用”合作堵点,切实发挥产教融合对人才培养的促进作用。

小河流域水库防洪优化调度研究

针对小河流域水库防洪调度,研究构建水库多目标防洪优化调度模型,并对其进行求解。结果显示,在响水水库中,重现期为5%时,使用研究所提算法进行优化调度后,最大泄流量仅为334.65m^(3)/s,最高水位仅为178.35m;在打鱼凼水库中,重现期为1%时的最大泄流量仅为202.38m^(3)/s,最高水位仅为39.09m。表明采用研究所提算法进行优化调度,可有效降低洪水对下游的影响,减少洪涝灾害的发生,可为小河流域的水库防洪提供可靠的技术支持。

缓解水温失调问题的水库生态调控策略

水库蓄水改变了水温的时空分布,进一步引起库区生态系统紊乱及低温水下泄等生态问题,对土著鱼类的生长、繁殖产生不利影响。通过Delft3D模型建立三维水温模型,模拟了典型气象水文条件下的糯扎渡水库横向、纵向及垂向多个维度上水温的动态变化过程。在此基础上,结合下游鱼类生态水温需求,制定了以生态水温为目标的叠梁门分层取水方案;结合增殖放流要求,确定了糯扎渡库区土著鱼类(中国结鱼)最适宜放流的位置及时间。结果表明:不同年份叠梁门分层取水方案及增殖放流适宜的位置和时间均存在差异,综合典型年份水温需求以及叠梁门工程条件,制定了具有普适性的叠梁门分层取水规则,确定了适宜投放中国结鱼鱼苗的位置为小黑江支流河段、时间为8—9月份。本文可为制定缓解水温失调问题的水库生态调度策略提供一定的科学依据。