浦东新区水闸联合调度模型系统研究

浦东新区位于上海市东部,是城市化感潮河网地区。新区现有20余座区管水闸,水闸调度规则对河网水情有着直接影响。为确保防汛安全、改善水环境、加强活水畅流调度,需建立水闸联合调度模型系统。系统基于精度良好的数值模型并植入活水畅流、防汛四色预警及强对流短历时暴雨水闸调度预案,实现不同预警条件下的预案筛选和自动预报服务,预演调度效果,能为提高防汛防台应急管理能力和改善水环境质量提供“四预”(预报、预警、预演、预案)功能。

基于峰谷时段模糊识别模型的梯级水电站负荷联合调度方法

梯级水电站开展负荷有效调度对于提高水电站的供电能力具有重要作用。为了最大程度发挥出梯级水电站的优势,实现对其优化调度并保证稳定运行,研究以提高联合调度效益和峰谷调节能力为目标,通过协调不同水电站之间的发电量、出力调整以及蓄水量等多种参数,再结合各个水电站之间的相互影响和依赖关系等因素,以整体性能优化为目标,协调梯级水电站的运行计划和调度策略,使梯级水电站达到更高效、经济且稳定可靠的电力供应。还在引入模糊半梯形隶属度函数的基础上,利用模糊识别模型划分出峰谷时段,分别以发电效益最高、电网余荷均方差最小为目标函数,利用差分进化算法求解约束条件下满足目标函数的最优解,最终得到了梯级水电站的负荷联合调度方案。实验结果表明:在应用该方法后,可以使电网余荷均方差更小,发电总效益也得到显著提高,说明该方法的联合调度效果更优。

分布式地表水-地下水耦合数值模型研究进展

系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦合方法划分为松散耦合型、半松散耦合型和紧密耦合型,分析耦合模型在变化环境下的地下水-地表水转化关系、河道生态流量以及地表水-地下水联合调度方面的应用。未来可以重点关注耦合模型在复杂地貌、多样化参数、模型识别验证方法、运算效率以及多学科交叉等方面的研究。

淮河干流污染团应急处置水质水量联合调度

针对淮河干流污染团事件应急处置的需求,对污染团事件的水质水量联合调度措施进行研究。构建淮河干流中游段的水动力水质模型,分析加大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量、两者同时加大、背景调度(无引江济淮工程)和常规调度(有引江济淮工程,但不加大流量)5种调度方式对淮河干流污染团的应急处置效果。结果表明:从污染团离开研究区域时间、峰值长度、峰值质量浓度等角度看,不同调度方式对污染团的处置效果有所不同;加大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量和两者同时加大对污染团的处置效果均比背景调度和常规调度更优。研究结果可为淮河干流突发水污染事件应急处置提供参考。

采用模型预测控制的微电网有功无功联合实时调度方法

微电网中电源距离负荷较近,线路阻抗比一般较大,使得节点电压水平不但受无功功率的影响,也与各电源的有功功率密切相关,并且各电源的无功上限也受到有功大小的限制。为此,该文提出了一种考虑电压约束的微电网有功无功联合优化调度方法,以达到微电网经济运行与电压控制的目的。对风电、光伏电源功率采用了多场景建模方法。采用模型预测控制技术的建模方法,完成了微电网的滚动实时优化调度与电压控制。算例分析表明,所提出的有功无功联合调度方法可以有效地将微电网节点电压控制在允许范围内,与有功无功独立调度方法相比,所提方法降低了微电网中的节点电压偏差,也更有利于实现微电网经济运行。

计及用户电价响应的微网和配电网联合调度运行模型

针对现阶段微网清洁能源接入率低、供能经济性差等问题,在考虑配电网高环境处理费用的前提下,构建计及用户主动电价响应,以用户综合购电成本和环境处理费用最低为优化目标的微网和配电网联合调度模型。利用基于信息熵理论建立的多目标评价体系对由非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求得的非劣解进行综合评价,以获得最佳的运行方案。算例以南方沿海某智能小区电网为参考系统,设置了3种场景分析蓄电池、配电网接入对优化目标的影响,并将仿真结果与专家评价模式下的优化方案进行对比,结果验证了所提方法的有效性和实用性。

黄河干流水库联合调度规则模型研究

通过水库联合调度模型计算，在求出水库群长期满意的运行策略基础上，分析影响决策水库放水流量的多种因素，归纳出黄河干流各水库调度规则模型。经联合调度运行的检验，获得较满意的结果。此规则模型可反映多种影响因素与水库放水流量之间的关系；结合径流和用水预报，可用于指导水库联合实施调度；有利于今后水库联调的自动控制和自动化管理。

安康水库洪水优化调度联合模型研究

结合安康水库实际情况 ,分析了各优化模型的优缺点 ,建立了洪水优化调度联合模型 ,联合模型适用于汛期各种频率洪水的调度 ,具有更广的应用范围 .实例研究表明 ,模型合理 ,算法可行。

梯级水库群泄洪设施联合调控研究

洪水灾害是中国最严重的自然灾害之一,水库防洪调度是有效避免或减轻洪水灾害的重要手段。当前水库防洪调度主要是运用优化算法获得水库的优化调度决策方案,鲜有考虑水库泄洪设施的运行控制,往往导致优化调度结果难以付诸实施。鉴于此,本文通过开展梯级水库群泄洪设施运用数字化,构建梯级水库群泄洪设施运用数据库,建立梯级水库群联合防洪调度模型,研究梯级水库群泄洪设施联合调控策略,并以雅砻江下游梯级水库群泄洪设施联合运行为例进行验证。结果表明:优化调度方案充分利用防洪库容调蓄,其出库流量过程比常规调度更加均匀,极大程度的削减了出库洪峰流量,其中锦屏一级水电站出库流量过程变化范围由1 712~5 375 m^3/s减小为3 181~3 713 m^3/s,变化次数也由10次减少为5次,出库洪峰流量减幅达到22%;同时,优化调度方案中梯级水库群泄洪设施变化总次数较常规调度明显减少,由182次减少至153次,泄洪设施组合方案调整的频率明显降低。研究成果对于推动梯级水库群防洪优化调度向泄洪设施运行控制的精细化和智能化转变,提升梯级水库群防洪调度管理水平具有重要的理论意义和工程实践价值。

国家电力调度通信中心调度员培训模拟系统

国家电力调度通信中心(简称国调)承担着特大规模交直流混合运行的全国互联电网的调度管理任务。文章介绍了国调调度员培训模拟系统(dispatcher training simulator,DTS)的技术路线、软硬件结构,详细阐述了其突出的技术特点,内容包括:220kV外网准确自动拼接建模、在线精确仿真、多回交直流混合运行电力系统仿真、HVDC详细模型仿真、国调DTS与网调DTS互联协同仿真、基于安全模式下WEB交互操作的跨级调度联合反事故演习等。

MODFLOW模型与地表水量调度系统联合运用研究

【目的】对区域地表水、地下水及再生水进行联合调度,以充分发挥多水源水量、库容、水力及时空补偿作用。【方法】以位于陕西西咸新区的泾河新城为研究对象,利用GMS软件系统构建MODFLOW模型,与地表水量调度系统联合运用,采用再生水进行补偿供给,模拟计算泾河新城2020年各水源工程的供水量及在用水户之间的分配结果,并预测地下水位的动态变化。【结果】通过联合模拟可知,2020年泾河新城地下水、地表水及再生水供水量分别为1 640.02万、3 973.28万、380.18万m3/年,各用水户的供水保证率均达到77%以上,基本能够满足2020年的需水要求;泾河新城生活供水水源为地下水,长期开采会使开采井附近水位出现一定程度的下降,从模拟结果可以看出,2020年泾河新城地下水水位平均降深为2m左右。【结论】联合调度充分发挥了各水源的供水能力,在基本保证区域内原有用水户用水不受影响的前提下,为泾河新城的发展提供了一定的水量保证。从长远发展考虑,应该在减少区域地下水开采的同时寻找替代水源,并注重开源与节水并用、水源涵养与生态保护兼顾,使区域经济、水资源及生态环境能够和谐发展。

长春市供水与环境工程原水系统模拟模型研究

长春市供水的原水系统由石头口门水库、新立城水库和松花江组成,从供水系统现状和长期规划研究得出,系统供水能力总是大于实际用水水平。针对上述情况,采取基于枚举思路的系列方案法,使用模拟模型对两库调度进行优化,在不降低系统可靠性指标的情况下,增加两库非保证供水量,以替代运行费用较高的松花江原水,获得某种经济效益。

跨流域水库群联合供水调度的聚合分解协调模型及应用

针对多水源、多用户的跨流域水库群供水联合优化调度问题,结合滦河流域水库群和供水区的特点,以最大缺水率最小为目标函数,建立水库群供水系统聚合分解协调模型,对水库群进行聚合并按一定的规则分解和协调,计算不同供水区的相对重要性,并利用免疫进化粒子群算法(IPSO)对供水策略进行优化计算、利用优先调度原则对水库群进行协调计算,从而确定水库供水调度过程线。结果表明,聚合分解协调模型能降低调度的复杂度,可操作性强,对于提高水资源利用率具有重要的理论意义与应用前景。

拉洛水利枢纽联合优化调度模型研究

针对一水库两电站优化调度模型问题,以西藏拉洛水利枢纽为例,视拉洛水库的拉洛、德罗水电站为1个虚拟电站的2个机组,将复杂的调度约束规则简化为单一水库调度的流量约束,以发电量最大化为目标函数,在生态流量、灌溉需水量等约束条件下,建立优化调度模型,选取拉洛坝址多年旬平均流量过程作为来水,采用蚁群算法求解。结果表明,计算所得的调度成果合理,满足约束条件,实现了拉洛水利枢纽发电收益最大化的目标。该优化模型在保证求解质量和精度的前提下大大简化了计算量。

碳捕集火电与梯级水电联合优化的低碳节能发电调度

针对消纳风电过程中造成火电机组频繁调节而产生额外损耗的问题,引入碳捕集机组与梯级水电联合优化。以更加高效地利用清洁能源、确保传统机组运行平稳、减小系统综合运行成本为目标,对包含风电、梯级水电、传统机组以及碳捕集机组的风水火联合系统建立多目标优化调度模型。将多目标使用模糊隶属度函数的方法转变为单目标模型,并使用二次规划法进行求解。算例分析说明通过水电与碳捕集机组的调节,可在充分消纳风电的基础上减少传统机组的调节量,维持传统机组的运行稳定性,降低传统火电机组由于频繁调节而产生的损耗。

滨海平原河网闸群联合调度模拟

针对滨海平原河网水力水文特性、闸群结构型式以及运行方式复杂多变等特点,通过概化平原河网,将闸坝作为闸控河道上的内边界条件进行处理,基于HEC-RAS软件建立平原河网水动力模型,实现平原河网闸群联合调度模拟。以余姚市西北部滨海平原为研究对象,将模型计算结果与实测数据进行对比。结果表明计算值同实测值较吻合;建立一套水闸优化调度规则,完成对河网闸群联合调度模拟,并根据模拟结果提出一套水域整治方案,结果表明该方案能有效降低淹没区水位,可为姚西北地区排洪除涝与水资源合理分配提供依据。

基于港口群联合调度的防台锚地规模优化研究

为了丰富我国港口防台锚地规划研究、提升港口航运安全、进一步促进港口可持续发展,合理规划应急锚地容量,以船舶数量、靠港船型、锚泊面积及台风影响情况作为因素分析锚地需求,并以港口群联合调度为主要手段,考虑锚地建设成本、维护成本以及基于联合调度的船舶疏散避台航线费用,优化防台锚地建设面积,在保障整个水运系统安全的基础上,减少建设维护成本。以福建省沿海港口为实例的研究表明,在资源共享、联防联调的基础上,能够合理配置锚地资源,确定科学的防台锚地规模,保障福建航运系统安全。

海南省万泉河流域水库群防洪优化调度方案研究

现状万泉河流域上游水库设计汛期调度运行方式对下游防洪作用有限,海南博鳌乐城国际医疗旅游先行区水安全保障问题突出,仍存短板。为充分发挥上游水库调蓄削减洪水的作用,挖掘防洪调度潜力,对山区洪水进行更加有效地控制,保障下游防洪保护区的水安全,结合台风预报,研究分级控泄、增设判别条件、预泄、汛限水位动态控制等方法,建立河道(堤防)、水库群(闸)联合调度模型,分析计算不同典型设计洪水组成,提出安全有效、经济合理的水库群防洪优化调度方案。方案对布局流域防洪体系、减少工程建设投入、指导实际调度运用都有重要意义。

地县联合统一模型的县调PAS/DTS系统实践

为使县级供电企业的调度员适应电网的快速发展,建立了适合地、县联合统一模型的县级电力调度PAS/DTS系统,提出并解决配网模型建立、小电流接地系统故障判断、配网合环计算等问题。实际运行表明,系统为提高调度员培训效果、缩短培训周期发挥了积极作用,已成为调度员日常操作安全校核的技术手段。

徐州市铜山区数字孪生城区防洪指挥平台建设

徐州市铜山区水务局基于“数字孪生”理念与现有的信息化资源,利用知识图谱、机器学习等技术,研发智能模型耦合联动机制,建设了数字孪生城区防洪指挥平台,打造出具有铜山特色的防洪排涝联合指挥调度示范应用体系。该平台建设分为数据底板、模型库、水利知识引擎与防洪排涝联合调度系统建设4个部分,总体以城区防洪为目标,构建区域性、针对性的数字孪生,为实施大范围、多目标、多情景的数字孪生建设奠定基础,有助于构筑具有预报、预警、预演、预案“四预”功能的智慧城区防洪体系。