水电站水库优化调度多目标决策教程
水库优化调度的方法

水库优化调度的方法水库优化调度是指通过合理的水库操作和调度策略,最大限度地实现水库资源的综合利用,提高水库的供水能力和调节能力,满足不同需水阶段的需水量,同时保护水资源的可持续利用。
水库优化调度方法可以通过以下几个方面进行实现:1. 建立合理的水库调度模型:水库优化调度需要建立合理的数学模型,包括水库的供水模型和调节模型。
供水模型主要通过分析降雨入库、蒸散发和下泄流量等因素,确定出适当的供水量。
调节模型主要通过分析水库上下游的水位变化和流量变化,制定合理的调节方案。
2. 基于水库特性的调度策略:水库优化调度需要综合考虑水库的特性和水资源的需求,制定合理的调度策略。
水库特性包括水库的容积、水位-库容关系、水位-出力关系等,需要根据实际情况进行调整。
调度策略可以分为长期调度、季节调度和短期调度,通过调整水库上游的蓄水和下游的出库流量等参数,保证水库满足不同季节和不同需水阶段的需水量。
3. 确定适当的调度指标:水库优化调度需要制定适当的调度指标,包括水位、库容、供水量、调节能力等。
通过合理地设置调度指标,可以更好地调配水库水资源的供需关系,使得水库在供水和调节方面都能够起到最佳的作用。
4. 考虑生态环境保护:水库的优化调度不仅需要考虑经济和社会的需求,还需要兼顾生态环境的保护。
在制定调度策略时,需要考虑水库上游和下游的生态系统需求,合理安排蓄水和放水的时间和量,保持水库周边生态环境的平衡和稳定。
5. 利用智能优化算法:水库优化调度可以利用智能优化算法来求解最优解。
智能优化算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等,通过对水库供需关系和调度指标的建模,利用智能优化算法进行求解,可以得到水库最优的调度策略。
6. 引入信息技术支持:水库优化调度可以通过引入信息技术来提高调度效率和准确度。
利用水文气象监测和预报系统,及时获取水库周边的降雨和蒸发情况,对水库进行监控和预警,及时调整调度方案。
同时,建立水库调度管理系统,实现对水库调度过程的实时监测和控制,提高调度的自动化水平。
水库多目标调度方案优选决策方法

水库多目标调度方案优选决策方法作者:李昱王海霞周惠成张弛张小丽来源:《南水北调与水利科技》2016年第04期摘要:针对水库多目标调度模型生成的众多Pareto可行解,决策者往往面临方案优选决策困难的问题。
提出利用可视化展示工具,结合边际效益分析及模糊优选方法,对可行方案进行逐步决策的优选决策方法。
结果表明,利用不同的分析工具与决策方法,使众多可行方案得到形象可视化展示的同时,能够融入决策者的主观偏好等信息,得到具有不同决策需求的满意方案。
通过不同决策方法的层层决策,逐渐减少备选方案的数量,降低了多目标决策问题的复杂性,为决策者的方案优选提供一定的参考。
关键词:多目标调度;优选决策;Pareto解;可视化工具;AeroVis;边际效益;模糊优选中图分类号:文献标志码:A 文章编号:1672-1683(2016)04-0048-06Abstract:Decision makers usually face decision-making difficulties on Pareto feasible solutions generated by reservoir multi-objective operation model.To solve this problem,visualization tool together with marginal benefit analysis and fuzzy optimization method were proposed for gradual optimization of feasible solution set.The results showed that,by using different analysis tools and decision methods,feasible solutions received visual representation meanwhile some of the decision preference information was integrated to obtain the satisfactory solutions for different decision-making demands.By using different decision methods,the number of alternative solutions was reduced gradually to make the problem less complex.This paper can provide some references for multi-objective solution selection problem for decision makers.Key words:multi-objective operation;optimal decision making;Pareto solutions;Visualization tool;AeroVis;marginal benefit;fuzzy optimization1 研究背景多目标调度方案的优选决策,是水库多目标调度研究的重要组成部分,对于水库实际调度效益的发挥具有重要作用。
基于多目标决策技术的水库优化调度

Mut —o jcieD cs n—ma ig l — bet ei o — kn i v i
W U ng Pe
( h ni et f trSi C nevt n& E o g a E v omet o s ut n T i a 3 0 2 C ia S a x C nr o e/ o osra o e Wa l i cl i l n i n n nt c o ,ay n0 0 0 , hn ) o c r C r i u
第 l 第1 6卷 O期
21 0 0年 1 0月
水 利 科 技 与 经 济
W ae n e v n y S i n e a d Te h oo y a d Ec n my tr Co s ra c ce c n c n l g n o o
V0 _ 6 No 0 l1 .1 Oc., t 201 0
Absr c : Mo e e e or a e mu h mo e f n to .T a to lo e ain wih t e o l n o l ta t d r r s r ish v c r u cins r di na p r to t h ny o e g a u v i
化调度。
1 数 学模 型
多年调节水库调度 的 目的是将 丰水年 多余 水量蓄 在 水库中 , 以补充枯水年 水量不 足。因此 , 多年调 节水库运 行调度的好坏 不仅 影响 当年 , 还将影 响 以后若 干 年。水 库调度 的关键 是如何 科学 、 合理 地控制 年末水 位 以及 得 到相应的当年最优发 电策略 。 当年最优发 电策 略 以及 年末 水位 , 主要影 响水 库 当 年发 电量 以及 来年 发 电蓄 能。 当年发 电量 与年 末 蓄 能 ( 来年发电蓄能 ) 构成 了多年调 节水 库贮存 的总能量 , 本
浅谈小型水电站水库优化调度方法

Sh u i l i Sh u i d i a n
浅谈小型水电站水库优化调度方法
杨 凯
( 甘 肃 省水务 投 资有 限责任 公 司 , 甘 肃 兰州 7 3 0 0 3 0 )
摘 要: 随着科技的进步 , 小型水 电站水库的调度 方法在 不断地进行优化 , 水电站 的优化调度是 一个复杂和繁琐的过程 , 在
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, , r Sh u i l i Sh u i d i a n
定性 的影响。 因此在实际施工 中 , 要对其工作量 进行合理 的
规划 , 施工方案制 定后 , 结合项 目的实 际需 求 , 进 行施工工艺 的选择 。在进行坝体施工时 , 还要处理接缝问题 , 常用 的方式 有重复灌浆 、 骑缝灌浆和盒式灌浆 。有 时需要 根据灌浆特 征 和工程情况等 因素进行 以上 3 种灌 注方式相互配合 、 重复使 用。施工中其灌浆的压力 大约为 0 . 2 M P a , 还要控制泥浆粒径 和接缝 灌浆开 张度之 间的 比例 , 最好 为 1 —3 m m, 灌 浆过 程 中应保持适当的扩张。 例 如蚁 患 随州 市 曾都 区 的一 个 中型水 库 曾 发生 过 坝 体滑 坡 , 当时库 区连 降暴雨 , 历时 短且 强度大 , 最大 降雨 量
进行小型水 电站 的调度分为常规 调度和优化调度两 种 , 常规调度就是确定好调度 图 , 以某个时 间的蓄水 情况和在调 度水 库优化调 度 , 就是对 于水 流量进行充 分的利 用 , 小型水
电站 水 库 优 化 调度 的 内 容 主 要 为 : 对 调 度 期 内的 径 流 过 程 进 E = m a x Q l H I At
进 行 小型 水 电站 水 库 调 度 方 法 的优 化 时 。 要 保 证 水库 大 坝 下 游的 安 全 , 然后 进 行 水 库 内水 量 的调 节 , 进而产生更多的电力能源, 充 分提 高 水库 的经 济 效 益 , 本 文 对 小型 水 电站 水 库 优化 的 方 法进 行 了具 体 分 析 。 关键 词 : 小 型 水 电站 ; 水 库优 化 ; 调 度 问题 ; 调 度 方 法 中图分类号 : T V 7 4 2 文献标识 码 : A 文章 编 号 : 1 0 0 3 — 6 9 9 7 ( 2 0 1 7 ) 1 0 — 0 1 1 8 - 0 1
水库防洪调度多目标模糊群决策方法

3 水库实时防洪调度决策实例分析
3 . 1 问 题 描 述 水库实时防洪调度决策,属于复杂、多阶段、模糊优化决策问题。所谓的“复杂”是指 要考虑水库之间、水库与下游防护点之间等相互补偿调度;“多阶段”是指洪水调度分为多个阶段,每阶 段要考虑变化的水雨工情信息;所谓的“模糊”是指调度决策所依据的信息如降雨预报信息等模糊不清, 决策人的调度经验具有模糊性。 实际上,大多数水库洪水调度过程的第1阶段是暴雨开始到峰现期间,属于调度决策的关键阶段,通 常洪水涨势猛、库水位变化急剧,闸门受型式及操作规程约束,不能频繁启闭,很难准确控制泄量。当洪 水调度进入第2阶段自由泄流时,按泄流能力出流,便没有必要进行选择决策。第3阶段,降雨停止,洪水 消退,库水位缓慢下降,是处理防洪与兴利矛盾的重要阶段,需要决策停止泄水与否,关系着下次洪水安 全和兴利效益。下面以碧流河水库实时防洪调度决策为例来阐明所提群决策方法的应用步骤。 3 . 2 目 标 一般地,水库防洪调度可以考虑5个目标:p1-水库下游防护点的组合流量,越小越好;p2-调
在水库防洪调度中,通常受到当前时段不确定预报入流信息的制约,决策往往只对当前时段或者随后 的几个时段有效,决策的实时性要求较高,很难确定整个调度过程的最优调度方案。因此,近年来许多学 [1] 者开始研究可行解的评价技术,以便选取一个或者几个满意方案。Cheng和Chau 综述了多目标决策模型在 [2] [3] 水资源规划和运行阶段的应用,这些应用包括:Despic和Simonovic 、Bender和Simonovic 、Raju和 [4] Pillai 等。防洪决策是一项相当复杂,责任重大的决策行动,属于事前决策、风险决策和群决策。水库 作为主要的防洪工程措施之一,其防洪调度决策亦具有类似的特点。针对水库防洪调度决策的群决策性, 在防洪调度多目标半结构性决策理论的基础上,本文将对水库防洪调度模糊群决策方法进行研究。
水电站水库群优化调度方法研究

②考虑水电水库“非结构化”特点, 引入系统识别思想,采用模拟与优化相结 合的方法。研究模型简单,解决速度快, 易于参与决策者,能够快速给出满意的怨 决方案实际“模拟优化调度模型和求解方 法。
三、结语 水库群联合调度是一个涉及面广、极 其复杂的管理和决策问题。随着水文气象 预报和计算机应用技术的不断进步,必将 产生一些适用于水库群联合调度的新理论 和新技术,具有广阔的发展应用前景。 参考文献: …中华人民共和国水利部,中华人 民共和国国家统计局.第一次全国水利普 查公报Ⅱ】中国水利,2016(7):卜3. [2]张勇传,李福生,熊斯毅,等.水 电站水库群优化调度方法的研究D].水力 发电,2016(儿):48—52.
显式随机优化模型(ESO)描述了基 于非确定性水文时间序列和概率分布的 随机流入或其他状态变量。ES0的优势 在于能够更强烈地考虑输入信息的不确定 性。具体的例子可以结合预测信息的可用 程度来建立径流描述模型。引入降雨径 流模型来描述研究盆地的径流量。采用 SDP和BSDP相结合的混合随机动态规 划模型,指导水库发电调度。可以考虑径 流本身的随机性,径流预报的不确定性以 及后期径流概率信息。用于短期和中期径 流预测的贝叶斯随机动态规划模型(TS— BSDP)可以同时考虑确定性流入和不确 定预测流入,使得水电站可以获得更高的 发电效益。主要问题是如果流入量或预测 流入量的分类增加,模型的计算量增加. 容易发生“维灾”问题,因此它在复杂水 库系统调度中的应用较少。ESO的调度 结果往往不如ISO和PSO。可以看出, 如何结合多源信息解决ESO“三维灾难” 问题将是其未来的研究方向。
梯级水电站多尺度多目标联合优化调度(李想,尹冬勤,魏加华著)PPT模板

2.1水电站短期调
01 度的数学模型
2.1.1目标函数 2.1.2约束条件
03 2.3结果和讨论
2.3.1三峡水电站短期调度结果 2.3.2隔河岩水电站短期调度结 果
2.2非线性约束线
02 性化
2.2.1机组净水头 2.2.2机组出力特征曲线
04 2.4本章小结
0
5
第3章梯级水库中期调度的知识方法
第3章梯级水库中期调度的知识方法
3.1传统发电计算模型
3.2基于知识的方法 3.2.1水电站机组组合模型
3.2.2知识方法 3.3三峡梯级理论最大发电量计算
3.3.1综合出力系数的问题 3.3.2水电站机组组合单层优化 3.3.3梯级水库调度和水电站机组组合双层优化 3.4与相关研究对比
3.5本章小结
梯级水电站多尺度多目标联合优化 调度(李想,尹冬勤,魏加华著)
演讲人
2 0 2 X - 11 - 11
0
1
序
序
0
2
前言
前言
0
3
第1章绪论
第1章绪论
1.1研究背景 1.2研究进展 1.3研究对象 1.4研究内容
第1章绪论
1.2研究进展
1.2.Байду номын сангаас水电站 机组组合优 化研究
1.2.1水库优 化调度研究
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6
第4章梯级水库长期调度的并行动态规划
第4章梯级水库长期调度的并行动态规划
4.1多维DP模 型
4.2串行DP算 法
4.3并行DP算 法
4.4高性能计算 系统
4.5经典四水库 问题
4.6三峡-清江 梯级长期联合 优化调度
第4章梯级水库长期调度的并行动态规划
多目标水库资源优化调度决策支持系统及应用

ZHOU Ch n— u LI Yu u y e, U n
北 京交 通 大 学 电子 信 息 工 程 学 院 , 京 10 4 北 0 04 Istt o Eet n n nom t n E gneig B in io n nvri ,e ig 10 4 ,hn ntue f l r i ad Ifr ai nier , e igJ t gU i sy B in 0 0 4 C ia i co c o n j ao e t j
题 。 用三 库 D S结 构 设 计 由数 据 库 、 型 库 、 运 S 模 管理 策略 方 法 库和 业务 操 作 4部 分 模 块 组 成 的 水 库 资 源优 化 调 度 决 策 支持 系统 , 建 立 基 于 成本 函数 和 基 于决 策 者 偏好 的 效 用 函数 的 目标 规 划 模 型 , 现 水 库 资 源 的优 化 调 度 策略 。 实 关键 词 : 库调 度 ; 化调 度 ; 用 函数 ; 水 优 效 决策 支持 系统 文 章编 号 : 0 2 8 3 ( 0 7 1 — 1 3 0 文 献 标 识 码 : 中 图分 类 号 : P 9 10 — 3 12 0 )6 0 9 —3 A T 3
s c s i o sw t e n ,v p rt n p w r g n rt n e . ut o jc v e i o u p  ̄ ss m o h pi a o e t n u h a n w , a r d ma d e a oai , o e e ea o t A m l- be t e d c i s p o y t fte o t l p r i l f e o i c i i sn e m ao
E— i: h u h n u @h t i c n mal z o c u y e oma l o .
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该水利枢纽作为跨流域调水工程的首部枢纽对 减少引水的含沙量、改善引水水质、减轻水泵 磨损、减少供水调节水库的淤积、增加引水时 段、降低提水扬程、节省电能、降低引水成本 等都有重要意义。枢纽电站对满足调峰需要, 降低系统燃料消耗,改善火电机组运行条件, 增加系统运行的稳定性,提高周波质量也起着 很大的作用,同时,水库的滞洪和拦蓄上游来 水,对下游防洪、防凌都是有利的。
1.水库的水量平衡约束
Vt1Vt(qtQt)Kt
2.水库的需蓄水量约束
Qt, mi nQtQt, max
3.水库的下泄流量约束 Vt, minVt Vt, max
4.水电站的出力约束
N t, m inAtH Q tN t, max
5.变量边界约束V(K, 1 Nhomakorabea V(K,n)
水库优化调度:以系统工程方法为基础,建立以水
库效益最大为目标,以水量平衡、 供水能力等为约束条件的优化调度 模型。
水库常规调度:根据水库的调度规则,利用径流调
节理论和水能计算方法,确定满足 水库既定任务的蓄泄过程。
1.国民经济效益最大或经济费用最小最优准则
2.满足水资源综合利用部门一定要求的条件下,使电力 系统的总耗煤量最小
目标
水电站发电量最大 出力最小时段的出力尽可能大 生态环境蓄水缺水量最小
采用约束法将出力最小时段的出力尽可能大和生态环境需 水缺水量最小两个目标转换为约束条件。
• 用一个水文年为周期,将调度期分为12个时 段,每个时段的小时数为730
• 水电站综合出力系数为8.3
• 水头损失为0.5m
年发电量 t时段的发电流量
功能与环境功能的需水量,包括生态需水与环境需水 。
水库生态环境需水量:水库生态系统发挥正常生态
环境功能所需的水量,包括生态需水与环境需水。
生态需水 :水面蒸发量
保持天然条件下河床和河岸稳定等维持非生物 环境基本功能的河流基流量 维持赖水生存的生物体自身消耗生产空间的河 流生物需水量
环境需水:包括维持河道水沙平衡、水盐平衡、水功能区
6.变量非负约束
X0
水库优化调度模型求解
混沌是自然界的一种普遍现象,它看似混乱,却有着精致的内
在结构,具有“随机性”,“遍历性”,“规律性”等特点。 遍历性:在一定范围内能按其自身的规律不重复的遍历所有的 状态。 CGA:混沌优化的遍历性+遗传算法优化的反演性
将混沌状态引入到优化变量中,并把混沌运动的遍历范围 放大到优化变量的取值范围,然后把得到的混沌变量进行编码 ,表示成染色体,将他们置于问题的环境中,根据适者生存的 原则,对其进行选择,复制,交叉,变异,然后对各个混沌变 、量附加一混沌小扰动,通过一代代得不断进化,最后收敛到 一个最适合环境的个体上,求得问题的最优解。
12
m axE 8.3730Q t(H t上 -H t下 -0.5) t 1 水库上水游库平下均游水平位均水位
• 目标函数中以各月初的水位作为决策变量,根 据水电站的资料,确定各时段水位的上下限, 得到:
i 1 ,ji,j( 1 i,j) , i 1 , 2 , ...p , j 1 , 2 , ...n
将混沌序列放大到决策变量取值空间:
x i , j a i ( b i a i)i,j , i 1 , 2 , ...p , j 1 , 2 , ...n
6.编码(浮点码)
划下一定水质标准、河道景观等基本用水需求 所需水量。
生态需水:水库库区生态需水(蒸发、渗漏损失水量,水生物
生存所需水量,赖水生存的动植物耗水量)与维持下 游基本 生态功能所需要的水量(水生物正常生存繁殖所需水量)。
环境用水:库区环境需水(满足水质要求和一定的水库景观水
位所需水量)与下游环境需水(维持水沙平衡、水盐平衡、 水质标准、河道景观等基本用水所需水量)。
1.水库优化调度的内涵 2.水库优化调度的准则 3.水库优化调度数学模型的建立 4.水库优化调度数学模型的求解
水库调度:根据水库的功能和调蓄能力,在保
证下游防洪安全和水工建筑物安全 的前提下,对水库的来水过程进行 径流调节,提高发电效益的一种水 库运用控制技术。
兴利调度
水库调度 防洪调度
生态调度
实例研究
某水利枢纽工程的任务是供水结合发电,同时
亦兼有防洪、防凌等综合效益。水库的总库容 为8.96亿m³,调节库容为4.45亿m³,水库最 高蓄水位为980.00m,正常蓄水位为 977.00m,电站设计保证率取90%。取水口设 于大坝左岸边坡坝段,两条引水钢管单孔引水 流量24m³/s,可满足枢纽年供水量14亿m³。 枢纽水电站装机1080MW,多年平均发电量 27.5亿kW·h。
3.满足电力系统和水资源综合利用部门一定要求的前提 下,使水电站的发电量最大
4.火电为主,水电为辅的电力系统中的调峰调频电站,
使水电站供水期的最小出力最大(或保证电能最大)
目标函数
1.以发电量(或发电效益)最大为目标
T
maEx AQtHtMt t1
T
maFx AptQ HtMt t1
7.适应度函数值计算 8.最优保留策略(最优的10%) 9.选择、交叉和变异计算
随机联赛选择、算数交叉、均匀变异
10.混沌扰动算子 11.初始最优解
适应度函数值的最大值与与平均值的差值在允许范围 内,或迭代次数达到设定最大值,则寻优结束,得 初始最优解
12.初始最优解加微小的混沌扰动 13.细搜索优化
2.以水电站出力最小的时段的出力尽可能大为目 标
m N a m P x m a A x i tH n tO
3.以水库库区及下游河道生态环境需水量缺水量 最小为目标
N
mZinminR(tL)V(tL)
t1
生态环境:河流+水库 河流生态环境需水量:满足河流生态系统设定生态
CGA求解水电站水库优化调度步骤如下:
1. 划分调度期时段,确定决策变量及其取值空间 ai,bi
2. 参数设定。确定变量的个数,确定遗传算法的M,T,
pc_m,apxc_m,ipnm_m,apxm_min 3. 目标函数的处理(多目标→单目标) 4. 约束处理 5. 初始化种群
Logistic映射为: