城市河网工程群多目标联合调度优化模型

城市河网工程群联合调度优化是一项复杂的系统工程,涉及多种闸、泵、堰等水利工程,是多时段、多对象、多约束、多目标非线性优化问题。基于此,提出了面向河网水环境改善目标的水工程群多目标联合调度优化模型,综合运用了“水量水质模型—优化调度模型—优化求解算法—方案优选方法”耦合方式,构建面向河网水环境改善的工程群多目标联合调度优化模型,并采用EMMOPSO算法的优化模型求解、基于AHP-TOPSIS的联合调度方案优选,以实现对河网水工程群联合调度的优化与决策支持,选择了长三角地区某城市河网开展了优化模型关键技术的数值试验与案例分析。结果表明:相较于水工程常规调度方式,本优化模型可以减少河网生态引水量23.9%~28.5%、提升河网水体水质达标度11.8%~90.4%,优化模型能够支撑平原城市河网地区取得显著的防洪除涝、水资源调配、水环境改善等多方面的综合效益。

水电站水库群多目标联合调度风险评价决策研究

水电站水库群多目标联合调度涉及不确定性因素众多,寻求风险可接受水平下的最佳调度方案存在诸多困难。一方面对梯级水电站水库群联合调度过程中产生的各类风险进行综合分析,并在此基础上构建联合调度风险评价指标体系及多目标风险决策模型,另一方面基于熵权法确定权重的思想确定多个风险评价指标的权重,并采用逼近于理想解(TOPSIS)的方法对模型的非劣解集方案进行优选排序,以获得最佳调度方案。溪洛渡-三峡梯级水库群联合调度的实例应用结果表明,所建模型与方法能兼顾各个调度部门的效益与风险,并为管理人员的调度决策提供一定的技术支撑。

长江上游梯级水库群多目标联合调度技术研究

长江上游梯级水库是流域治理开发保护的骨干性工程,在保障流域防洪安全、供水安全、生态安全等方面发挥着重要作用。为有效解决长江上游巨型水库群防洪、供水、生态、发电、航运、应急等多目标联合调度关键技术瓶颈,开展了“长江上游梯级水库群多目标联合调度技术”研究攻关。首先重点介绍了长江上游梯级水库群多目标联合调度研究的重点难点问题;然后从水文、防洪、供水、生态、发电、航运、应急、风险、多目标调度集成等调度关键技术层面,全面系统地梳理了研究取得的主要创新性研究成果和成果应用情况;最后展望了长江流域梯级水库群多目标联合调度技术以及水工程多目标联合调度等发展方向。研究成果可为更好地为水工程调度运行管理提供理论与技术支撑。

面向金泽水库取水安全的太浦河多目标联合调度研究

为强化上海市黄浦江供水系统的重要组成部分金泽水源地取水安全,又兼顾太湖流域及太浦河沿线区域防洪、供水需求,开展了太浦河太浦闸与沿线88个闸控口门的多目标联合调度研究。在分析太浦闸及两岸河道现有调度方式的基础上,拟定了两类共10个联合调度方案。采用细化后的太湖流域水量水质模型,对各调度方案进行了模拟。然后,构建了反映防洪、供水、水环境需求的多目标函数,采用蚁群优选算法对所有调度方案进行了优选。结果表明:与现状调度方案相比,太浦闸同时根据太湖水位和金泽断面水质情况加大下泄流量,同时太浦河沿线河道闸门有序控制,可显著提高金泽水源地关键水质指标达标率、抬升金泽水源地最低水位,又基本不影响流域及区域其他调度需求。

基于电-热时间尺度平衡的综合能源多目标联合调度

由于供热设备能源消耗较大,现有方法存在收敛速率缓慢问题,导致能源利用效率较低,提高了供热成本,提出一种基于电-热时间尺度平衡的综合能源多目标联合调度方法。分析人体感受与PMV指标(Predicted Mean Vote,PMV)对应联系,获取冷热功率和人体舒适度之间关联;构建电-热时间尺度平衡调度模型,根据环保、安全可信度、清洁等指标建立多目标优化函数,并融合双层规划法与粒子群算法实现综合能源系统多目标联合调度。仿真结果表明,本文方法计算速率较快,调度性能优良,在满足用户舒适度的同时完善系统运行经济性,具有很高的实际应用价值。

钱塘江梯级水库中长期多目标联合优化调度研究

新安江、富春江水库是华东电网的主力调峰电厂,对电网的安全、稳定运行起着重要作用。为了充分利用钱塘江流域的控制性水利枢纽——新安江水库的调节能力,进一步发挥梯级水库群的综合效益,本研究以新安江、富春江梯级水库为研究对象,建立协调发电量及弃水量的梯级水库联合调度模型,并采用DPSA算法求解,得到不同典型年下梯级水库联合优化调度过程。结果表明:与单库调度运行相比,联合优化调度的发电量提高2.85%、弃水量降低17.5%,联合调度能更好地发挥两库的水资源综合利用效率。

含支线调蓄的调水系统水库群联合调度

针对调水工程与其支线调蓄工程所面临的复杂水库群联合调度问题,以陕西省引汉济渭调水工程及其支线调蓄工程焦岩水库、玉带河水库构成的联合调度系统为工程实例,运用拓扑概化方式揭示了各水源之间的水利-水量联系,并由此构建了联合调度模型,采用协同粒子群算法求解了10 a长系列调度,提出了单一水库多目标供水方案,解析了耦合系统补给调水效果。结果表明:支线调蓄工程能够在均衡多目标供水效益的基础上,通过耦合系统有效增加补给调水量,显著改善调水过程。

包头市地下水-地表水联合调度多目标管理模型

运用管理模型对地下水和地表水资源优化调度 ,解决包头市水资源短缺问题。首先建立双层含水层地下水流数值模拟模型 ,并求得地下水系统单位脉冲响应函数。考虑水资源与社会、经济和环境的关系 ,构建地下水 -地表水联合调度多目标管理模型。决策变量为潜水和承压水开采量、各地表水厂向各管理子区的供水量 ,主要目标为最大限度完成工业总产值、供水费用最小、最优控制地下水位和尽量满足农业灌溉用水。模型归结为求解线性目标规划问题。结果表明 ,优化总供水量为 6663 8 9× 1 0 4 m3·a- 1 ,其中地下水供水量为 1 3 5 0 6 2× 1 0 4 m3·a- 1 ;优化方案最大限度地满足规划需水量 ,使有限的水资源发挥最大的经济效益 ;通过对地下水开采量的控制 ,地下水流场趋于合理。

基于全流域梯级水电站的智能化调度应用研究

为实现老挝南欧江全流域梯级水电站“度电必争、滴水归调”的智能化调度运行目标,基于数字化转型的管理理念,剖析梯级水电站统筹调度的难点,探索提高水文气象预测精度及水电站运行调度能力的实施路径与有效举措。通过水电站智能化调度提高电站经济效益、社会效益、生态效益,推动“双碳”目标的落实,为“一带一路”沿线国家流域水电开发、国内外各大流域梯级调控中心提供优化运行的指导与借鉴。

水库群联合调度全周期-自适应-嵌套式建模方法

随着长江上游控制性水库群陆续建成投产,亟需提升水库群联合调度水平,促进水资源综合效益进一步发挥。针对流域水库群综合调度,研究了调度阶段划分方法,提出不同阶段各目标间的竞争协同关系,结合已有调度规程和成果给出了调度方式的数字化方法,形成了全周期-自适应-嵌套式调度模型搭建新技术。进一步以长江上游30座控制性水库为研究对象,明确了不同调度期的主要目标和运行条件,结合长江流域特征提出了针对性计算条件和防洪、供水、发电、水量利用率等方面的效益增量约束。最后,在长江流域进行了水库群联合调度案例计算分析。结果表明:提出的水库群多目标调度方法可有效发挥水库群综合效益,为流域调度管理提供有力支撑,具有较好的实用价值。

太湖流域骨干工程联合调度效果分析--以望虞河、走马塘工程为例

以太湖流域现状工程为基础,针对流域、区域、地区不同目标的调度需求,对骨干工程望虞河、走马塘工程及周边控制线主要控制建筑物设计不同的工程运行调度方案,利用成熟的数值模拟计算技术,模拟计算1971年典型降雨条件下,分析各调度方案对多目标的响应情况,对比分析确定最优调度方案,发挥工程综合效益化,为工程调度运行实践提供参考。

多源融合下计及调频优化的经济调度研究

针对新能源渗透率日益增高造成多源融合电网调频能力下降的问题,提出以常规发电机组调频为主、新能源场站与储能电站调频为辅的联合调频方法。以不同种类机组的调频死区作为联合调频策略的划分区间,使得联合调频方法能够应用于电网日常运行。同时建立计及调频成本、频率稳定指标和主体运营商收益的多目标联合经济调度模型,将频率稳定性指标转化为惩罚成本函数,采用MILP(混合整数线性规划)方法求解模型。最后经算例仿真验证,该联合调度模型能够有效降低系统调度成本,提高运营收益。

考虑西线引水的黄河上游调水调沙潜力研究

针对黄河上游宁蒙河段泥沙淤积、河道萎缩等问题,在保障黄河上游发电、防洪、防凌、供水等目标的前提下,分析未来南水北调西线工程对梯级水库调水调沙潜力的影响.分析了龙、刘水库调水调沙的关键控制性指标,构建了调水调沙方案集,建立了调水调沙模型,并采用逐步优化嵌套动态规划逐次逼近算法求解.结果表明:(1)龙、刘水库在4月下泄调沙水量,可为汛期预腾防洪库容,既可缓解河道泥沙淤积,又可保障水库及下游河道的防洪安全;(2)各方案均能满足发电及供水的通量要求,但调沙对发电效益产生负面影响;(3)现状年调沙潜力为平均4年1次;远景年西线引水后,调沙潜力将有所提高,最大为平均2年1次.研究成果探明了黄河上游调水调沙的可行空间,阐明了西线引水对多目标的影响,为指导黄河上游水资源利用提供了理论依据.