不同灌溉方式下无花果需水规律及作物需水量预报

探究不同灌溉方式下无花果需水规律及作物需水量的预报对无花果生产具有重要的研究和指导意义。根据广东省水利重点科研基地2022年5月至2023年12月的无花果种植数据,分析不同灌水方式下无花果需水规律,推求作物系数曲线,结合Hargreaves-Samani模型和单作物系数法,基于公共天气预报进行无花果需水量预报。结果表明:不同灌水方式中沟灌的需水量最大,2023年日均需水量为2.44mm/d,其次是喷灌和地面滴灌,日均需水量分别为2.23mm/d和2.04mm/d,地下滴灌需水量最小,为1.92mm/d,5-9月为无花果需水旺盛期。采用联合国粮农组织(FAO)推荐的单作物系数法推求出试验站无花果Kc作物系数曲线,作物系数地下滴灌<地面滴灌<喷灌<沟灌。气温预报精度较高,最低气温的预报精度优于最高气温的预报精度。经过率定的Hargreaves-Samani模型具有良好的ET0预报精度,相关系数平均值可达0.86。4种灌溉方式无花果作物需水量预报精度低于ET0预报,相关系数范围为0.68~0.74。无花果作物需水量预报模型可以提供未来两周内的无花果需水量,为灌溉决策者提供信息,有利于农民提前安排水资源的分配。

国家节水中长期规划编制思路浅析

近二十年来,我国相继印发实施多个节水规划,指导和推动节水工作取得显著成效。科学编制节水中长期规划,系统谋划未来一个时期节水工作推进的战略方向、总体布局、重点任务等,有利于全面提升我国水资源节约集约利用水平、加快推进节水型社会高质量建设。总结我国节水规划实践情况,评估规划目标制定及其完成情况,分析我国现状用水节水水平,面向基本实现现代化,对标新质生产力和水利高质量发展要求,提出节水中长期规划编制的总体思路,梳理重点任务,包括摸清节水现状与形势需求,制定节水目标指标体系,谋划节水重大战略布局,提出重点节水行动与举措,梳理重点工程项目和实施计划,完善体制机制和制度政策保障等,针对性提出推进规划编制工作的有关建议。

金沙江下游流域水风光多能互补调度研究

针对金沙江下游水风光多能互补运行管理中系统难度增高、调度需求复杂多变以及多时空尺度的不确定性等难点,主要分析了该流域水风光互补性,对水光风多能互补系统长-短耦合调度研究表明,金沙江下游水、风、光资源整体互补性良好。短期调度建议采用新能源优先并网,水电出力与风光弃电响应关系呈现两端大中间小的特征。风光新能源与水电打捆形成互补系统进行中长期调度。整个多能互补系统发电量将增加0.40%~0.48%,其中梯级水电较独立运行将损失发电量0.08%~0.25%,但风光新能源消纳水平可提升3.97%~5.99%。

考虑计划执行与新能源消纳的中长期调度优化方法

为提升电力系统清洁能源消纳能力,并保障常规电源电量计划执行,提出了一种考虑计划执行与新能源消纳的中长期调度计划优化方法.通过考虑新能源电量、电力的不确定性,结合不同电源启停调峰性能上的差异,构建了基于两层架构的中长期调度计划优化方法.上层模型重点考虑新能源电量预测不确定性,而下层模型充分考虑新能源电力预测不确定性.结果表明,该方法能够优化燃煤电厂启停调峰方式,实现电量计划与新能源消纳的协调,解决电量执行偏差及弃风、弃光等问题.

引汉济渭工程初期运行调水区河道生态流量优化研究

针对跨流域调水工程等强人类活动对河道生态造成严重影响的实际问题,以引汉济渭工程为研究对象,建立并求解了工程运行初期多年调节水库三河口的中长期调度模型,设定了不同生态需水下的调度方案集,量化与评估了工程初期运行对供水与生态的满足情况,并推荐了最佳的调度方案与优化的生态流量过程。研究表明:(1)在生态需水为生态基流时(设计方案),供水与生态基流保证率均满足设计要求,验证了模型与方法的合理性;(2)在生态需水为适宜生态流量时,供水与生态基流保证率分别为65%、98%,表明供水与生态两者间呈竞争关系;(3)在生态需水为修正的生态流量时,供水与生态基流保证率分别为95%、100%,在满足供水目标的同时,河道内月平均流量较设计方案提高了47%,推荐该调度方案与生态流量过程为最佳方案与最优生态流量过程。研究成果对构建生态流域、提高跨流域调水工程的综合效益具有实际意义和应用价值。

基于讨价还价博弈的中长期购电计划制定方法

随着节能发电调度模式在我国的推行,经济性与节能性成为电网在制定中长期发电计划时需要同时考虑的重要因素。这两个目标相互联系但又并非完全一致。该文在考虑公平性原则的基础上,给出了以电网中长期购电经济性最优及煤耗最优为目标的优化模型。针对这一双目标规划问题,引入博弈论的思想,将各优化目标视为博弈者,从而将不同目标之间的协调过程建模为一个讨价还价的博弈过程。在Nash公理的基础上,通过求解讨价还价型博弈问题,使经济性和节能性目标在竞争、合作意义上实现最优。算例研究表明,该方法具有理论意义与实用性,对中长期购电决策的制定有着重要的参考价值。

嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度研究

传统水光互补中长期调度模型未考虑光电的短期随机波动性,忽略了短期弃电风险,由此制订的调度规则难以有效协调光电消纳与流域水资源综合管理。本文提出嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度方法。首先,分析水电与光电联合运行过程中可能产生的弃电情形,并对弃电损失进行量化;其次,基于日调度模型的多情景分析制订中长期弃电损失函数,以定量表征水电出力与光伏弃电率之间的关系;最后,将弃电损失函数嵌套在中长期优化调度模型中,推导互补系统的适应性调度规则,识别水库年末消落水位关键控制因子。以龙羊峡水光互补工程为实例,研究表明:(1)弃电损失函数呈S形,水电出力过低或过高均不利于光电消纳;(2)月末水位/库容为输出变量、可用能量为输入变量的调度函数能较好地指导水光互补中长期调度;(3)互补情景下水库年末消落水位受年初水位、当年水流入能和当年水电站发电量显著影响,而受光伏年发电量影响较小。

城市用水量中长期预测模型的研究

城市用水量中长期预测结果 ,对于给水工程运行管理和城市基础设施规划有着重要的意义。认为城市中期用水量的预测应采用BP网络预测模型 ,长期用水量的预测应采用灰色预测模型 ,并通过实测验证了BP网络预测模型和灰色预测模型的合理性。

偏最小二乘与灰色模型组合预测城市生活需水量

为了克服普通多元回归方法用于中长期预测时自变量多重共线性对拟合模型的干扰,引入了更易于辩识系统信息与噪声的单因变量偏最小二乘回归(PLS1),同时将两次拟合等维灰数递补(DEMGM(1,1))模型用于自变量的中长期预测,建立了一套PLS1与DEMGM(1,1)组合预测方法.采用1986年—2000年某市生活用水量历史数据对该方法进行验证,预测结果表明,平均相对误差仅为1.03%.将该方法引入城市生活需水量研究,预测2005年和2010年某市生活需水量将分别达到0.92×109m3与1.1×109m3,为该市给水工程规划与决策提供了参考依据。

水电站长中短期嵌套预报调度耦合实时来水系统动力学建模方法研究及应用

水电站优化调度是水电能源系统优化运行与管理研究领域的关键科学问题,已有水电站优化调度研究较少考虑不同尺度调度模型间的衔接,长、中、短期优化调度相互孤立,彼此之间缺乏耦合机制,在指导水电站实际运行中存在不足。为此,研究建立了水电站长中短期嵌套预报调度模型,并引入系统动力学反馈机制,提出了一种水电站长中短期嵌套耦合实时来水系统动力学预报调度模型。长、中、短期调度模型分层嵌套,中长期预报调度结果作为短期调度的"期望指导过程线",根据水电站预报来水和面临日实时来水存在误差所导致的水位偏差进行实时反馈、动态修正调度决策,从而指导水电站做出更为合理的调度决策。为检验本文模型方法的有效性,研究选取了三峡水电站作为研究对象进行实例验证。实验结果表明:研究所提出的模型方法指导水电站运行相比随机动态规划和常规调度图方法全年发电量提升效果明显,在2018年来水条件下模拟调度结果发电量分别提高了2.73%和2.31%,显著提高了来水不确定性条件下水电站运行发电效益,为解决水电站随机来水条件下长中短期嵌套预报调度实际工程技术难题提供了一种可行的实践理论方法工具,具有十分重要的理论研究意义和工程应用价值。

基于差别电量的中长期发电调度分步模型

针对实施差别电量及电网安全运行条件等中长期发电调度中的关键问题,对应用于机组组合问题的Benders分解法进行改进,建立了兼顾求解效率和优化特性的基于差别电量的中长期发电调度分步模型,并通过协调参数的逐步修正实现分解的主问题与子问题之间的相互匹配从而求得原问题的优化解。针对某实际电力系统利用差别电量实施节能发电调度的情况,分别进行中期和长期发电调度的仿真计算,结果证明了该分步模型优化结果的可行性和求解速度的高效性。

黄河水量调度径流预报方法研究

介绍了服务于黄河水量调度的中长期径流预报技术方法、主要模型、预报系统及应用情况,并对未来黄河流域径流预报发展方向进行展望。黄河中长期径流预报模型从每个控制站点水文序列的影响因子和自身演变规律出发,根据各站点不同时期、不同影响因素,选择适当的统计方法分别建立。非汛期径流预报模型主要以前期径流、降水为预报因子,采用多元回归分析、门限回归分析和时间序列分析等方法建立;汛期径流受降雨影响强烈,流域降水主要受大气环流等因子影响,因此从前期环流因子中挑选预报因子,建立了汛期径流预报模型;天然径流量预报模型主要采用实测径流还原、时间序列分析及大气海洋物理因子相关等方法建立。黄河中长期径流预报模型及预报系统的建立,提高了黄河流域径流预报技术水平和能力,在1999—2018年20 a的水量调度中,提供了准确的年度水量预报和旬月径流预报,其中每年10月中下旬发布的花园口站年度天然径流总量预报平均误差为3.7%,最小预报误差为0.6%。

南水北调东线工程江苏段中长期优化调度研究

在南水北调东线工程主要水源中长期来水预报精度不高且预见期有限的情况下,对调水系统进行科学调度和滚动决策是江苏段综合效益能否充分发挥的关键。本文提出了基于余留期调度成本函数的两阶段随机优化调度方法,在考虑预报不确定性条件下实现工程的中长期滚动调度决策。首先分析各工程单元调度运行规则,基于水量平衡原理提出系统调水成本计算方法;然后分析主要水源历史来水规律,建立余留期成本函数定量表示余留期调水成本;最后针对不同来水条件分别建立两阶段决策模型,滚动生成中长期水量调度方案。结果表明,两阶段决策模型能够克服中长期预报不确定性对调度决策的不利影响,通过多水源互济互调、水源和线路选择有效降低调水成本。

耦合中期、长期径流预报的跨流域引水受水水库调度图研究

针对跨流域引水工程受水水库如何提高引水有效性的问题,本文基于参数-模拟-优化模型(PSO),研究耦合中期、长期径流预报信息的跨流域引水受水水库调度图。结合碧流河水库实例研究,提出利用长期径流预报修正调度图引水上下限及采用"库容+中期径流预报"制定引水决策的方法。通过比较多种预报调度图的模拟结果及调度风险分析,论证耦合中期、长期径流预报调度图的合理性。结果表明:应用耦合长期、中期径流预报信息的调度图可有效减少跨流域引水量,提高水资源利用率,且相比仅考虑长期径流预报的调度图降低了缺水风险。

乌鸦嘴泉水氡动态异常与恒春海域强震的关系

排除了乌鸦嘴泉水氡测项可能存在的影响因素，结合该泉氟离子和华安汰内井、泉州四至井水氡先后出现的异常，论证了2004年秋至2006年冬福州乌鸦嘴泉水氡存在的年动态畸变异常的可靠性，认为该异常可能是2006年12月26日台湾恒春海域M7．2地震的中长期前兆异常，并结合历史资料，分析恒春海域强震前福州乌鸦嘴泉水氡的变化特点。从几个测点的水氡先后出现长达1～2年的年动态畸变异常，认为在关注水氡的短期或短临异常的同时不能忽略其中长期的异常变化。

利用地下流体观测井水位预测海南及邻区中强震发生时间

利用海南地下流体观测井水位资料,选择适合长期、中短期地震异常提取方法,对海南及邻区M 4.0以上地震发生前水位异常进行分析,依据统计资料,提出预测海南及邻区中强震发生时间的指标与方法。

考虑中长期交易与短期调度衔接的风电消纳模型

由于短期调度对中长期风电合约电量考虑不足,不利于风电的长期规划消纳与实时消纳的有效承接。考虑到中长期市场风电合约量对于风电短期优先调度的要求,以及短期调度对风电合约量有效执行的保障,针对市场与调度的特点,构建了考虑中长期交易与短期调度衔接的两阶段风电消纳模型:第一阶段为基于风电品质分段的月度风火竞价交易模型,通过风电品质分段,充分利用风电各段价值,以此提高交易中风电机组中标率,输出合约电量,从市场层面促进风电的消纳;第二阶段为考虑合约电量分解的短期多目标优化调度模型,通过优化各目标,协调竞价机组和非竞价机组的出力,提高风电的实时消纳,从调度层面促进风电的消纳。最后通过算例分析验证了所提模型的有效性和实用性。

水电站变出力系数的神经网络估计方法

围绕如何提高水电站中长期发电调度出力系数估计和出力过程计算精度的问题,综合考虑水电站水头、发电流量等水电站关键状态信息对综合出力系数K的影响,建立了以水头、发电流量和入库流量为备选输入,以综合出力系数K为输出的三种神经网络模型,进而提出了水电站发电调度出力计算变K值的三种神经网络估计方法。结合三峡水电站多年实际运行资料,将本文提出的变K值估计方法与多种传统K值确定方法进行了综合对比。结果表明,本文提出的变K值估计模型或方法具有更高的K值估计、出力和发电量计算精度,为实现水电站中长期发电调度精细化出力计算提供了新途径,具有显著的工程应用价值。

面向生态系统多对象保护与修复的水库优化调度

近20 a来,随着塔里木河(简称“塔河”)流域水资源综合规划与调度的实施,已基本实现“水流到台特玛湖、大西海子水库多年平均下泄3.50×10^(8)m^(3)”的生态输水目标。但是,塔河下游其文阔尔河与老塔里木河之间的两河区域内植被稀少、生态环境脆弱,多年的生态恢复效果并不显著。鉴于此,本文以大西海子水库为调控主体,以大西海子下泄生态水量、河道内生态基流、台特玛湖生态输水、河道外生态供水等为生态保护对象,建立了水库中长期生态优化调度模型,采用粒子群算法进行求解。结果表明:(1)优化调度后大西海子水库多年平均下泄水量为5.23×10^(8)m^(3),满足塔河一期规划3.50×10^(8)m^(3)水量要求,且下游河道常流水时间显著延长;(2)优化调度后多年平均入台特玛湖水量为0.18×10^(8)m^(3),相较于实测数据,增加了20.0%,且入湖过程更加平稳,有利于巩固已初步形成的尾闾湖泊生态系统;(3)优化调度后塔河下游河道生态基流保证率为50.0%,不断流的保证率达64.6%,对受人类活动影响巨大的我国最长内陆河——塔里木河下游河道生态系统具有重要积极影响;(4)优化调度后塔河下游河道外多年平均生态供水量1.67×10^(8)m^(3),为下游两河区域的荒漠河岸植被林生态恢复奠定了水量基础。研究成果对于塔河下游两河区域的荒漠河岸植被林修复与保护、维持河道和尾闾湖泊的生态健康、构建地下生态水银行具有重要的应用价值,也对于构建塔河生态流域具有重要的现实和推广意义。

巴西电力市场研究:电力市场化改革历程与市场交易机制

我国不同地区资源禀赋、网架结构和供需形势差异较大,其电力市场建设需要结合本地实际情况,并借鉴国外先进经验,设计适宜的市场体系和机制。巴西作为世界上水电资源最为丰富的国家之一,其市场机制设计在保障供电可靠性、提高水电资源利用效率等方面成效显著,为我国水电富集地区电力市场建设提供参考。作为巴西电力市场研究系列论文首篇,首先介绍巴西电力工业现状、市场化改革动机和历程、电力行业管理结构及职能;然后详细探讨巴西电力市场现行模式交易机制、不同交易品种间内在联系、新投产/已投产电源拍卖机制、中长期交易合同方式,以及电力系统调度方式;最后,分析巴西电力市场最新发展趋势。续篇将在此基础上深入探讨巴西电力市场结构、体制机制内在逻辑,并与美国、北欧、英国等国家/地区电力市场对比,分析其设计理念和适应性,总结对我国电力市场建设的经验借鉴。