串联水库群弱耦合条件下实时防洪调度方法研究

水库群防洪联合调度是提高流域防洪安全的重要技术措施,但串联水库群常由于洪水传播时间导致上下级水库在调度期内水量不平衡问题,研究串联水库群水流时滞并提出有效的应对方法,对防洪调度具有重要的现实意义。针对梯级水库群水流滞时的影响,提出了“弱耦合”条件下基于信息价值最大化的梯级水库群实时防洪联合调度方法,建立了超额水量由下而上的逐级消纳机制,在此基础上,采用基于防洪控制断面最大洪峰流量最小化的最大削峰准则,构建了反向补偿调度模型,发挥梯级水库群水文与水力补偿作用。以江西省北潦北河流域三库串联水库群为例开展实例研究,多情景模拟调度结果表明:结合该地区的水利工程以及洪水特点,在中小洪水时可适当发挥各水库的调蓄作用,掌握防洪主动性;在大洪水时,应预先泄流、降低库水位,保证水库群拥有足够的防洪库容,充分发挥流域水库群的防洪效益,最大程度减轻下游防洪压力。场次洪水经上述调度后,罗湾水库平均水库削峰率为20.63%,滞洪量49.6万m3;洪屏水库平均水库削峰率为30.09%,滞洪量1395万m3;小湾水库平均水库削峰率为33.02%,滞洪量597万m3。防洪断面流量峰值比天然来水的流量峰值平均减少了48.83%,并且相较于该区域的原有调度规则,水库群联合调度的削峰作用更显著。

改进的多层次优化算法在水库群优化调度中的应用

随机动态规划(SDP)方法是水库优化调度的基本方法,但将其应用于包含有多年调节水库的水库群的优化调度时会引起"维数灾"问题,并且难以反映多年调节水库调节周期不定的特点。针对这种情况,本文提出多层次的改进遗传模拟退火优化算法(IGA-SA),把库群优化问题分解为第1层次的SDP优化与第2层次的IGA-SA优化,从而获得库群的优化调度结果,并应用于贵州乌江梯级水库群中长期发电优化调度研究中,取得较好的结果。实践表明,该方法可以克服随机动态规划应用中遇到的"维数灾"问题,并给包含有多年调节水库的水库群的优化调度问题研究提供了有效的工具。