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.

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。

太湖流域超标洪水应急调度效益评估

太湖流域水利工程众多、调度复杂,科学评估水利工程洪水调度减灾效益对流域制定工程方案、预案具有重要意义。采用太湖流域洪涝淹没仿真模型及太湖流域洪灾损失评估模型,可模拟不同情景下的流域河网水位、水量及洪水淹没情况,并根据洪水淹没特征分布,评估不同水工程调度后的洪灾损失。以太湖流域发生2020年超标洪水为背景,分别模拟了采用常规调度方案和应急调度方案两种情景下太湖流域洪涝灾害情况,评估了采用超标洪水应急调度方案在2020年洪水防御中发挥的减灾效益。结果表明:采用超标洪水应急调度方案在发挥水利工程减灾效益方面作用明显,尤其是可提高太浦河、望虞河两条太湖主要泄洪河道的排水能力,可降低太湖水位0.31 m,缩短高水位持续时间1~22 d,减少淹没面积180.1 km^(2),减少流域直接经济损失约16.2亿元。研究成果可为太湖流域洪水调度方案、预案制定工作提供参考。

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。

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。

基于改进惯性权重PSO算法的水库防洪联合调度研究

针对望谟县洪灾频发的现状,基于改进惯性权重的PSO算法,以动用新屯、纳坝水库的防洪库容最小为目标,建立了水库防洪联合调度模型。在保证水库工程安全和控制断面低于保证流量的前提下,通过防洪联合调度,两库(纳坝、新屯)库堤结合方案使望谟县城市防洪标准由现状20年一遇提高到50年一遇,50年一遇洪水削峰率约为33.7%。其中,纳坝水库50年一遇洪水的安全下泄量为23.5 m^(3)/s,新屯水库50年一遇洪水的安全下泄量为16.5 m^(3)/s。实例应用可为水库群防洪联合调度研究提供参考。

低水头大型水利枢纽汛期运行水位动态控制方法研究与应用--以长洲水利枢纽为例

水库汛期运行水位动态控制是促进雨洪资源利用、缓解水库防洪与兴利之间矛盾、提高水电站综合效益的重要手段。本文以长洲水利枢纽为例,针对低水头大型水利枢纽调度过程中面临库区上游淹没制约、下游尾水顶托、机组出力受限等多约束问题,构建了适用于此类工程的防洪与发电多目标联合优化调度模型,提出基于淹没临界控制线的调洪演算方法和发电流量逐次分配优化求解方法。通过长系列模拟演算和多方案对比分析发现,与常规方案相比,采用运行水位动态控制方案可以使枢纽汛期平均发电水头提升6.88%、平均发电量增加8.75%,经济效益显著。研究方法对低水头大型水利枢纽防洪与发电联合优化调度具有借鉴意义。

大藤峡水库优化调度探索与实践

大藤峡水利枢纽是珠江流域关键控制性工程和国家水网骨干工程,对于流域防洪及水资源配置具有不可替代的作用。在总结大藤峡防洪调度及水资源配置调度规则的基础上,以应对2022年珠江流域性较大洪水及流域发生的60年来最严重旱情为例,阐述了大藤峡水利枢纽的调度措施及成效,并提出了保障工程调度安全、充分发挥调度效益的建议。

浦阳江流域梯级水库防洪调度两阶段启发式搜索算法研究

在梯级水库防洪调度中,河道水流传播延迟造成水库系统状态过程无法满足无后效性条件,使动态规划类算法对此类问题失去适用性。传统的逐步优化算法(POA)采用两阶段优化策略在解空间内进行迭代搜索,虽然能够处理“有后效性”问题,但两阶段优化策略在梯级水库防洪调度应用中效果欠佳,且两阶段问题求解存在“维数障碍”。为了提升POA的性能,本文采用启发式搜索策略对POA两阶段优化策略进行了改进,并采用增量法缓解两阶段问题求解的“维数障碍”,设计了一种梯级水库防洪调度快速优化算法,并在浦阳江流域2021年“烟花”台风洪水调度应用中验证了该算法。结果表明,与POA相比,该算法求解效率更高,削峰效果更好,调度方案的实用性更强。说明该算法合理、可行,为解决梯级水库防洪调度“有后效性”问题和“维数障碍”问题提供了一条新的途径。

溪源水库汛限水位调整与防洪调度影响分析

溪源水库下游河道行洪能力的改变,使原有汛限水位难以保证防洪供水等效益的发挥。依据溪源水库实际情况,借助风险理论对水库的防洪供水风险因子进行识别,并从防洪度汛、经济效益等方面论证水位调整的可行性。结果表明,当水库的主次汛期汛限水位增至88.0m时,其最高水位和泄流量均低于设计标准,且其防洪风险率低于0.03%,工业供水效益和生活供水效益增量明显。今后应更加注重水库水资源调度的科学性和合理性,加快溪源泄洪洞建设。

面向历史洪水的三峡水库削峰能力量化分析

为了量化分析三峡水库防洪库容的削峰能力,采用一种优化-拟合框架,对三峡水库历史入库洪水进行分析计算。通过设置三峡水库调度期内不同的最高水位方案,采用动态规划算法,对不同类型的入库洪水进行优化求解,得出三峡水库不同防洪库容方案下的洪峰削减流量,再用回归分析,量化三峡水库防洪库容的削峰能力。结果表明:对于多年场次洪水,三峡水库动用的防洪库容与其削减洪峰流量的相关关系可划分为3种类型:“先增后平”型、“分段递增”型和“线性递增”型。前2种类型存在拐点,建议动用在阈值以下的防洪库容,以充分发挥其高效削峰能力;最后1种类型可以结合洪峰削减目标,合理规划防洪库容进行调度。分析结果可为三峡水库科学合理有效分配防洪库容提供参考。

关于加快补齐浦阳江流域防洪薄弱环节的思考

浦阳江是浙江省防洪重点河流之一,在保障流域高质量发展和推动实现共同富裕的新发展形势下,解决流域防洪薄弱环节的要求十分迫切。在开展浦阳江流域防洪面临形势调研的基础上,对流域防洪薄弱环节进行梳理分析,研究提出解决流域防洪薄弱环节的对策措施。

“通州堰”防洪工程体系下的北运河水资源调度研究

北运河是北京市重要的排水河道,近年来,随着两岸经济社会的发展、河道水利工程的兴建,北运河河道功能也在不断转变与丰富,北运河的水资源调度需满足多目标保障需要。为此,本文梳理了在“通州堰”防洪工程体系建设背景下,北运河水资源调度工作面临的新形势及研究开展情况,分析了现阶段存在的突出问题并针对性地提出了解决建议,可为优化北运河防洪及水资源调度工作提供参考。

富水水库汛限水位研究

合理的汛限水位能协调防洪与兴利之间的矛盾,产生防洪和兴利的双重收益。富水水库汛限水位及调度规程自1996年一直沿用至今,因此有必要对富水水库汛限水位进行研究。根据新形势下流域防洪需求拟定富水水库不同的汛限水位调整方案,基于近30年6-7月的富水水库入库径流序列和8个典型洪水年的下游洪水过程,建立模型对富水水库调蓄和下游洪水演进进行模拟计算,统计并比较各调度方案的防洪效益与蓄水效益。最终,通过结果对比分析,得出本文所采取的汛限水位研究方法对于下游有重要防洪任务的水库的汛限水位研究较为适用。

变化环境下汀江流域非一致性水文频率分析

受气候变化及水利工程建设影响,传统水文频率分析无法更深层次的反应河道洪水及枯水变化特征。该文以汀江流域为例,采用Mann-Kendall检测法、滑动t检验法分析溪口站年最大洪峰流量及最枯月平均流量变异情况及变化趋势。将水文变异序列进行基于趋势分析和两P-Ⅲ混合分布的非一致性水文频率计算,分析传统水文频率计算与非一致性水文频率计算之间的差异,为汀江流域防洪调度提供参考依据。结果表明:溪口站年最大洪峰流量在2001年发生突变,呈显著下降趋势,而最枯月平均流量未发生明显变异;溪口站年最大洪峰流量序列宜采用基于两P-Ⅲ混合分布非一致性水文频率计算进行修正,受棉花滩电站调蓄影响,修正后溪口站设计洪峰流量均减小。

南欧江流域梯级水电站联合防洪调度研究

结合南欧江流域梯级水电站水文气象条件、工程特性及流域防洪要求,开展了流域梯级水电站联合防洪调度研究工作。根据流域重点防洪对象防洪能力、防洪标准及地区洪水组成分析成果,从基本不影响流域梯级水电站发电运行同时又能兼顾流域防洪要求的角度,研究提出了梯级汛期控制运行水位及控泄流量方案。模拟调度分析显示,提出的防洪调度方案操作简单,易于实现,梯级电量虽略有减小,但减小幅度不大,可为南欧江流域梯级防洪提供一定的指导。

数字孪生太浦河防洪及供水“四预”业务应用设计与实现

针对太浦河防洪及供水保障数字孪生系统建设要求,基于UE引擎、GIS、无人机航拍数据、监测信息及共享信息等多源异构数据构建平原感潮地区数据底板;通过太浦河模型平台和可视化引擎,形成以事件为驱动的太浦河防洪及供水预报、预警、预演、预案的“四预”孪生系统,并建立太浦河历史水情、雨情、工情、水质等信息与调度预案方案间的映射关系,关联提示方案预案并实现智能推荐应急处置。场景化构建太浦河防洪及供水“四预”全过程,服务太浦河综合调度需要,可为平原感潮地区数字孪生“四预”业务应用建设提供案例参考。

水库群洪水补偿调度的通用模型研究

根据水库泄洪设施的特点和流域型水库群的系统结构 ,提出了一种通用型水库群洪水补偿调度模型 .该模型基于洪水补偿调度的思想 ,以保证防护控制点安全行洪、减小分洪损失为目标 ,通过调整水库群拦蓄与预泄水量的策略 ,实现了模型的近似求解算法 .实际生产应用表明 。

基于逐步优化算法的水库防洪优化调度模型研究

建立了逐步优化算法(POA)水库防洪优化调度模型,并嵌入分段试算法以求出有效POA初始序列,对水库防洪调度进行研究,得出合理的优化调度方案,有效利用了防洪库容拦蓄洪水、削减洪峰、补偿调节、减免洪水灾害,以充分发挥水库的综合效益。

基于库容风险频率曲线的水库群联合防洪调度研究

水库实时防洪调度决策是一类多目标、多阶段、多约束的复杂决策问题,风险分析是实时防洪决策的重要环节和依据,本文提出一种基于防洪库容风险频率曲线的梯级水库群防洪风险共担理论及水库风险-调度-决策理论体系,并结合溪洛渡、向家坝、三峡水库实际情况,运用自主研发的梯级水库群联合防洪调度风险分析模型,分析梯级水库群在汛期不同时段的防洪风险,并将风险率引入实时防洪调度决策,以期为水库群防洪调度提供决策依据,提高联合防洪调度系统综合利用效益。研究表明,实时调度过程中考虑风险率因素能够在保证防洪安全的同时有效提高水库群综合效益,风险-调度-决策理论能够为水库群调度方案优选提供依据。