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。

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。

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．

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%.

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%。

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。

基于机会约束目标规划的多电-气互联综合能源系统分布式优化模型

多个综合能源系统间通过电能交互能有效提高系统风电消纳水平,寻求考虑风电不确定性下的多区域能量管理最优策略成为必要的研究工作。针对风电的随机出力特性和区域间电能传输的安全可靠性问题,将随机优化与分层协调技术相结合,建立了基于机会约束目标规划的多电-气互联综合能源系统分布式优化模型。首先,对单个电-气互联综合能源系统精细化建模,从系统经济性出发,引入区域间联络线灵活性机会约束。进一步,采用二阶锥松弛和确定性等价方法将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型,利用广义Benders分解(general Benders decomposition,GBD)法,将模型分解为主、子问题反复迭代求解。最后,算例表明求解方法具备较好的收敛特性和计算效率,有效保障不同区域内用户信息隐私并有较强自适应性,而且机会约束目标规划模型比传统机会约束具有更好的经济性和灵活性。

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。

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。