淮阴三站变频变速优化运行的分解-动态规划聚合法

以泵站多机组变频变速运行日耗电费用最小为目标,构造泵站多机组变频变速日优化运行数学模型。考虑变频装置效率随机组转速变化情况,采用大系统分解-动态规划聚合方法求解。先以泵站日提水耗电费用最小为目标,机组提水量为协调变量,将该模型分解为若干个单机组变频变速日优化运行子模型;再以各机组提水量为决策变量,泵站提水量的离散值为状态变量,构造聚合模型,二者均采用动态规划方法求解。该方法对求解不同型号泵机组或各机组同型号但性能存在差异的泵站变频变速最优化运行问题同样适用。以南水北调东线第三梯级泵站淮阴三站运行为例,获得了一系列优化成果。

泵站多机组叶片全调节优化运行分解-动态规划聚合方法

针对泵站多机组叶片全调节日优化运行数学模型,提出了大系统分解-动态规划聚合求解方法。以泵站日提水耗电费用最小为目标,机组提水量为协调变量,将该模型分解为若干个单机组叶片全调节日优化运行子模型。该子模型以机组叶片安放角为决策变量,机组提水量的离散值为状态变量,采用动态规划方法求解。构造的聚合模型以各机组提水量为决策变量,泵站提水量的离散值为状态变量,同样采用动态规划方法求解。该方法可解决安装不同型号泵机组或各机组性能存在差异的站内最优化运行问题。以淮安四站运行为例,获得了较好的优化效果。

基于大系统分解-动态规划聚合法的多块滩涂围垦进度决策优化

为了解决多块滩涂围垦进度决策问题,采用大系统分解-动态规划聚合法对多块滩涂的土地利用进行优化和最优开发。将多块滩涂框围进度最优决策模型分解为若干个单块滩涂土地利用规划线性子模型,采用动态规划逐次逼近法对子系统进行优化,确定各块滩涂在不同投资现值下的多阶段一系列优化结果与收益及费用指标体系,再针对各块滩涂围垦决策子模型采用动态规划法进行动态规划聚合,对多块滩涂进行围垦进度决策。求解方法能够给出多块滩涂框围进度和相应土地利用最优布局和开发进度决策。

基于分解-动态聚合法长距离输水管道的优化设计

以输水管道工程总投资最小为目标,构造长距离输水管道优化设计数学模型,并采用大系统分解-动态聚合方法进行求解。结果表明,该方法既充分利用动态规划的全局寻优能力,又能获得具有标准管径的最优管长组合方案,是进行长距离输水管道系统优化设计的一种可行而有效的新方法。

基于DPSA传统分解聚合模型的并联泵站优化

针对多决策变量复杂非线性系统优化问题,引入基于DPSA的传统分解聚合模型进行并联泵站叶片全调节优化运行研究.首先将大系统分解为若干个子系统,采用DPSA法对各子系统进行优化;再以各子系统分配水量作为关联变量将各子系统回归方程进行聚合,并由聚合模型确定整个系统的最优解;最后通过关联变量将系统最优解反馈到各子系统,从而得到各子系统相应优化调度过程.通过在江都并联泵站叶片全调节优化中的应用,实现了系统总费用最小时的优化调度过程,确定了各站各时段开机台数及叶片角度的最优组合方案,表明了方法的可行性.同时以单位提水费用为指标,按考虑峰谷电价与不考虑两种情况,分析了江都站不同日均扬程、不同运行负荷下,叶片全调节相对定角恒速的优化运行效果,其中考虑峰谷电价节省费用较多,在满负荷、80%负荷6、0%负荷运行情况下,不同日均扬程单位费用节省率均值分别为7.52%2,2.19%,25.89%.

一种新的低湖平原水系整治的动态规划模型与算法

本文以四湖地区为代表的低湖平原为研究对象，研究了该类地区的水利系统优化问题，尤其是汛期的涝水优化调度问题．应用大系统分解协调原理建立了具有两层结构的数学模型．在应用动态规划法对子系统进行动态寻优时，采用了一种很有特色的用混合进位制数描述系统状态的技巧，并对监利新兴垸的水利系统进行了实例计算，显示了该模型及算法的可行性和灵活性．

考虑库存分配的多年度二级分销网络优化模型

提出多年度二级分销网络最优化模型·模型考虑多工厂、多城市的情况 ,并且各工厂产量、各城市需求量随年度变化·二级分销网络问题属于一类选址 -分配问题 ,但不同于以往的非确定位置选址问题·模型主要特点是考虑多年度生产分销 。

并联泵站群日优化运行方案算法

提出了并联泵站群日优化运行数学模型,该模型以并联泵站群日提水费用最少为目标函数,以各时段机组叶片角或转速为决策变量.考虑站间不同工况调节方式,采用大系统二级分解-动态规划聚合法进行求解.首先以泵站日提水耗电费用最少为目标,泵站提水量的分配为协调变量,将该模型分解成若干个泵站多机组日优化运行一级子模型;再以单机组日提水耗电费用最少为目标,机组提水量的分配为协调变量,将一级子模型分解为若干个单机组日优化运行二级子模型.该二级子模型以机组叶片安放角或机组转速为决策变量,机组提水量的离散值为状态变量,采用动态规划方法求解.构造的聚合模型以各机组提水量为决策变量,并联泵站群提水量的离散值为状态变量,同样采用动态规划方法求解.该方法可以解决不同工况调节方式、不同时段划分及不同日均扬程下并联泵站群的日优化运行问题.以淮阴一、三站并联运行为例,作了日优化运行计算,结果表明:各日均扬程下满负荷、80%负荷、60%负荷优化运行单位费用,较定角恒速运行分别平均节约10.53%,26.54%,34.40%.

面向农田灌区水利泵站工程的决策优化研究

针对目前农田灌区水泵站用水方案优化多集中于南水北调等大型工程而忽略自身泵站机组改进的现状,通过构建并联泵站机组最低系统功率模型和单泵站最低日进水耗费模型,利用大系统分解-动态规划聚合法求解对应值。结果显示,研究所构建模型能够降低6.38%以上的系统功率,单位进水费用最大节约百分比为38.59%。表明所构建模型具有良好的性能,能够为水泵站的节能减排提供参考与借鉴。

基于降雨预报信息的梯级水电站不确定优化调度研究I:聚合分解降维

基于降雨预报信息的水库群预报优化调度有利于提高水库群水电站发电效益。本文首先采用聚合分解思想将梯级水库群来水量和库容聚合等效为单库,从而简化水库群径流过程的描述和降低高维计算空间,使随机动态规划模型(SDP)在梯级水库群的应用中可以考虑更多的信息来提高模型效率;然后在径流预报中考虑美国全球预报系统(GFS)发布的未来10d降雨预报信息,来提高中期径流预报精度;最后在考虑径流预报不确定性的基础上建立了聚合分解贝叶斯随机动态规划模型(AD-BSDP)。同时与传统调度图、聚合来水量的随机动态规划模型(AF-SDP)和聚合来水量、库容的聚合分解随机动态规划模型(AD-SDP)进行对比分析,其结果表明,考虑预报信息不确定性的AD-BSDP模型比其他模型具有更高的效率和稳定性。

蜻蛉河大型灌区水资源优化配置模型

根据非充分灌溉理论,按大系统分解协调原理,建立了以总效益最大为目标的灌区灌溉水资源递阶控制优化模型,对灌区多水源进行优化配水研究。应用上述数学模型,对蜻蛉河大型灌区进行水资源优化配置研究。对于每个层次子系统,采用适宜于解决多阶段过程或能转化成多阶段决策过程的动态规划方法来求其最优解。计算结果表明:本文引用和提出的理论与方法是正确的。同时也使我们看到,经过水资源的合理优化分配,采用非充分灌溉方法将具有较大的节水潜力,此研究成果为灌区水资源合理利用提供了一种新途径。

奎屯灌区水库群水资源优化调度模型

运用统计分析水源,利用Jensen模型表达缺水对作物产量的影响。以灌区综合保证率最大为目标,建立灌区水资源配水模型,探讨了λ值的确定问题,借助动态规划、线性规划和一维搜索介绍了水源时空的分配和子系统的协调。

基于单机组试验选优的并联泵站群组合优化运行算法研究

以并联泵站群日提水耗电费用最少为目标,构建包含各时段泵站运行数、站内水泵开机数、水泵叶片安放角及机组转速4个决策变量的并联泵站群变角变速组合日优化运行数学模型,提出基于二级子系统试验选优的大系统二级分解-动态规划聚合法。通过将原模型进行二次分解,获得以单机组日提水耗电费用最小为目标,各时段水泵叶片安放角及机组转速为决策变量的单机组变角变速组合日优化运行数学模型,采用大系统试验选优法求解。进而通过一系列二级子系统不同提水要求下的优化计算,获得单机组日提水量与提水费用的一一对应关系,原模型即可转化为以并联泵站群日提水费用最少为目标、各机组日提水量为决策变量的聚合模型,并采用动态规划方法求解。该方法可进一步完善组合工况调节方式下并联泵站群优化运行理论,较由站内单工况优化运行下获得的并联泵站群优化运行效益更为显著。以典型并联泵站群为计算实例,优化结果表明:各日均扬程下满负荷、80%负荷、60%负荷优化运行单位费用较定角恒速运行分别平均节约8.41%、23.07%、32.79%。

基于宜居村镇建设的混合状供水管网优化设计研究

对泵站加压式混合状供水管网优化设计问题进行了分析和探讨。针对泵站加压式混合状供水管网水力特性,提出了以管网系统年折算费用最小为目标函数,以水泵扬程和具有标准管径的干、支管管道长度为决策变量的泵站加压式混合状供水管网优化设计数学混合模型,模型求解时,人为破环成树状供水管网,并增加切断点处水头约束采用,采用大系统分解-动态规划聚合方法对此模型进行求解,最后获得管网系统优选方案及对应供水管网系统最小年折算费用,为此类定量问题的决策提供了一定的依据和参考。

南水北调东线江苏段库群水资源优化调度方法研究

以南水北调东线江苏段"洪泽湖—骆马湖—南四湖下级湖"库群系统为研究对象,以缺水量最小为目标,构造库群水资源联合优化调度模型,并采用大系统分解-动态规划聚合方法进行求解。以系统各水库的可供水量为协调变量,将模型分解为洪泽湖、骆马湖、南四湖下级湖3个水库优化子模型。该子模型以水库可供水量为决策变量、水库库容离散值为状态变量;在"单库"子模型优化基础上,以各水库的供水量为决策变量,水库可供水量的离散值为状态变量构造聚合模型,子模型和聚合模型均为一维动态规划模型,采用动态规划方法进行求解。通过优化计算,与常规调度成果比较,P=50%、75%、95%来水频率下系统供水量相应提高了0.2%、0.5%和0.8%,系统总缺水量相应减少了36.5%、4.7%和1.5%,总弃水量相应减少了30.7%、32.8%和100%。

单块滩涂围垦进度决策优化

针对单块滩涂土地利用优化规划与最优开发进度决策问题,使滩涂围垦达到预期的目的,并获得良好的经济效益。确定滩涂围垦工程的规模和空间布局、开发方案及实施策略。以单块滩涂阶段末总净效益现值最大为目标,各阶段开发面积为决策变量,充分考虑各阶段单位筹集资金、滩涂总面积、适宜垦殖面积、各垦殖项目面积上下限为约束条件,构建以单块滩涂计算期末总净效益最大为目标函数的单块滩涂优化围垦进度模型。采用大系统分解-动态规划聚合法求解该模型,获得单块滩涂各垦殖项目各阶段最优开发面积,以及对应的最大总净效益现值。提出的模型求解方法对今后开展单块滩涂开发建设具有一定实用价值,也为进一步开展多块滩涂优化围垦进度研究提供理论基础。

基于降雨预报信息的梯级水电站不确定优化调度研究Ⅱ：耦合短、中期预报信息

基于聚合分解思想将梯级水库群聚合为"虚拟单库",降低了随机动态规划(SDP)模型的计算量,从而使SDP模型可以考虑更多预报信息。为了更近一步充分利用预报信息和降低预报信息不确定性对调度的影响,将降雨预报和径流预报的不确定性考虑为随预见期延长而不断增加的过程。首先将浑江流域的10d预报径流划分为前5d和后5d,并将前5d预报径流视为较准确的部分,而后5d预报径流视为不确定性较大部分;然后建立短、中期径流预报信息相套接的分段聚合分解贝叶斯随机动态规划(Two-Step-BSDP,TS-BSDP),为浑江梯级水库群制定前5d、后5d和10d的预报调度图;最后以5d为调度时段分别决策未来5d发电和10d发电计划。模拟调度结果表明,该模型中决策长度为5d的滚动决策具有更好的效果,该决策方式充分地利用了预报信息并有效地提高了发电效益。