灌溉结合发电水库调度图编制的改进算法研究

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遗传算法的改进及其在水库优化调度中的应用研究

遗传算法的改进及其在水库优化调度中的应用研究

遗传算法的改进及其在水库优化调度中的应用研究遗传算法的改进及其在水库优化调度中的应用研究,根据梯级水电站优化调度特点,建立遗传算法(GA)求解多阶段最优化问题的数学模型.针对标准遗传算法(sGA)局部寻优能力较差、易早熟等不足之处,从编码方法、遗传算子和混合算法方面对其进行改进,提出了采用超立方体浮点数编码自适应遗传算法(AGA)和超立方体浮点数编码遗传模拟退火算法(SA-GA).通过16种不同策略的GA在雅砻江梯级优化调度中的应用,其结果表明了改进策略在解决水库群优化问题方面的有效性和优越性.最后将GA与动态规划(DP)算法的性能进行比较分析,充分体现了GA的优点。

山丘区两库三站灌溉系统优化调度方法研究

山丘区两库三站灌溉系统优化调度方法研究

2023年6月灌溉排水学报第42卷第6期Jun. 2023 Journal of Irrigation and Drainage No.6 Vol.42文章编号:1672 - 3317(2023)06 - 0135 - 10山丘区两库三站灌溉系统优化调度方法研究罗启华1,蒋晓红1,陈于2,程吉林1(1.扬州大学水利科学与工程学院,江苏扬州 225009;2.江苏省农村水利科技发展中心,南京 210029)摘要:【目的】研究山丘区“两库三站”灌溉系统优化调度方法。

【方法】针对山丘区干旱年份2座水库、3座补库泵站联合调度的问题,构建“两库三站”灌溉系统优化调度模型,以各灌区各时段灌溉缺水量平方和最小为目标函数,以系统年可供水量、补库泵站年可供水量、补库泵站提水能力、水库优化调度准则等为约束条件。

采用基于试验选优的大系统优化方法求解优化调度方案。

【结果】以干旱年份江苏省南京市六合区山湖水库和泥桥水库联合优化调度为例,与优选参数的常规调度方案相比,泥桥灌区灌溉缺水量由35万m3减少到0,山湖水库弃水量由45万m3减少到0,引提河道水量由403万m3增加到435万m3,山湖水库、泥桥水库的最后一时段末蓄水量由819万、145万m3增加到初始蓄水量847万、159万m3。

【结论】采用基于试验选优的大系统优化方法求解优化调度方案,能有效减少水库弃水量,增加灌溉供水量,也能充分发挥补库泵站提水能力,减少补库泵站提水次数,此外,还可以实现对水库最后一时段末蓄水量特定取值的要求。

关键词:水库;泵站;联合优化调度;试验选优;大系统优化中图分类号:TV697.12;S274.2 文献标志码:A doi:10.13522/ki.ggps.2022463 OSID:罗启华, 蒋晓红, 陈于, 等. 山丘区两库三站灌溉系统优化调度方法研究[J]. 灌溉排水学报, 2023, 42(6): 135-144.LUO Qihua, JIANG Xiaohong, CHEN Yu, et al. Optimization Scheduling Method for Irrigation Systems with Two Reservoirs and Three Pumping Stations in Hilly Areas[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(6): 135-144.0 引言【研究意义】水资源短缺和时空分布不均问题已经成为限制我国地区经济社会可持续发展的主要因素之一[1-2]。

水库灌溉或供水调度图常规编制方法的改进

水库灌溉或供水调度图常规编制方法的改进
防破坏线 等调度 线 , 在设 计 条件 下应 满 足灌 溉或 供
目前水 库 设 计 大都 用 时 历 法进 行径 流调 节 计
算, 而不再划 分年调节 库容 与多年调节 库容 ; 溉或 灌 供 水调度 图 是在 径 流 初 步 调节 计 算 的基 础 上 编 制 的, 调度 图是否符合 要求 , 验的标 准是 按此 调度图 检 进行 灌溉或供 水调 度 的结 果 能否 达 到设 计保 证 率 , 并 应满足 破坏时段 对破坏程 度的要求 。由于常规方 法计算 的调 度 图还 不 能 保 证 符合 设 计 保 证 率 的要 求, 现有规 范都还 要求 再用 长 系列 资 料进 行 检验 和 修正 , 以 , 所 改进方 法应直接 采用长 系列时 历资料计 算调度 图 , 以协调 径 流调 节 和水 库调 度 两 阶段 的计 算 成果 。 32 统 一不 同调节 性能水 库的计算 方法 . 在 常规方法 中 , 常据 年来 水 、 用水 情 况 , 把设 计 保证率年 份的来水 量 是 否小 于灌 溉 或供 水 量 , 或仅 以库容 系数等单 因素指标作 为划分水 库是 属年调节 或多年 调节 。其 实水库年 调节或多 年调节 之间并无
难代表 水库来水 与灌溉或 供水 间的组合关 系 。对调 度线起 控制作用 的年份 或时段不 一定能被选 入典型 年 。随典 型年 的数 量 和具体 年 份不 同 , 以及 是 采用
2 常规 方 法调 度 图不 准 确 的原 因
2 1 计 算方法 分类的任 意性较大 . 将 以灌溉或供 水为主 的水库分 为年调节 和多年
或供水降低供水线 、 灌溉或供水防破坏线等水库调度线 , 并同步进行 径流调节。通过多项工程 实用检验, 改进方法可方便准确地 编制出水库调度图, 能协调各项调度任务的关系 , 并统一了水库调度和径流调节计算结果 。 关键词 : 水库 ; 调度 图; 灌溉; 供水 ; 径流调节 ; 长系列时历法

灌溉和供水水库多级兴利调度图编制方法

灌溉和供水水库多级兴利调度图编制方法

灌溉和供水水库多级兴利调度图编制方法
崔瀚哲;姚磊
【期刊名称】《水利科技与经济》
【年(卷),期】2022(28)9
【摘要】主要针对结合灌溉和供水的多级兴利调度图的计算与绘制方法进行研究。

根据设计保证率选择来水过程,当来水不足时,针对3种不同保证率的情况,分别对灌溉用水和工业供水进行折减,确定水库的用水过程。

比较高保证率低供水所需库容
和低保证率高供水所需库容的大小关系,确定兴利库容。

利用典型年径流资料,从供水期末死水位开始,逆时序调节计算,直至蓄水期初水位消落至死水位。

取若干典型
年蓄水过程线的上包线作为上基本调度线,即防破坏线,下包线为下基本调度线,即限制供水线。

本方法是对水库调度设计规范的进一步细化和完善,具有较好的适用性
与可操作性。

【总页数】6页(P70-75)
【作者】崔瀚哲;姚磊
【作者单位】河海大学水利水电学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV697.11
【相关文献】
1.发电和供水综合利用水库兴利调度图编制
2.灌溉与供水水库调度图编制方法的改进研究
3.灌溉水库兴利调度图绘制方法探析
4.水库灌溉或供水调度图常规编制方法的改进
5.水库多级兴利调度图编制方法研究与应用
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灌溉水库兴利调度图绘制方法探析

灌溉水库兴利调度图绘制方法探析
第3 4卷第 4期
2 0 1 5年 8月






Vo 1 . 3 4 .No . 4 Au g ., 2 0 1 5
Si e h ua n Wa t e r Po we r
灌 溉 水 库 兴 利 调 度 图 绘 制 方 法 探 析
覃 绍 一 , 陈 光 洪
时 要求各 级 水行政 主 管部 门督促 水库 主 管部 门和
运行管理单位组织编制水库调度规程 , 尽快完成 大、 中型水库 及重 要 小 型 水 库 调度 规 程 的编 制 和
审批 , 同年 , 四川 省 水 利 厅 以 川 水 函 [2 0 1 2]
量 和用 水量 接 近设计保 证 率 的 3~ 5 a , 且各 年来 、
2 0 1 2年 1 0月水利 部 以水建 管 [2 0 1 2 ]4 4 2
代表年的选择可分为实际代表年法和设计代
表年 法 。 实际代 表 年又 称 典 型 年 , 系 根据 灌 溉 设 计 保 证率 , 从年来 水 量 和 年用 水 量 系列 中选 择 年来 水
号 文 印发 了《 水库 调度 规程 编制 导 则 ( 试行 ) 》, 同
关键词 : 灌溉水库 ; 兴利调度图 ; 灌溉设计保证率 ; 长系列法
中图 分 类 号 : T V 7 ; T V 2 1 2; T V 2 1 文献 标 识 码 : B 文章编号 : 1 0 0 1 - 2 1 8 4 ( 2 0 1 5 ) 0 4 - 0 0 7 1 - 0 4
1 概
( 四川省水利水电勘测设计研 究院 规划设计分院 , 四川 德 阳 摘 6 1 8 0 0 0 ) 要: 水库调度图的编制越来越受 到相关部 门的重视 , 目前灌溉水库兴利调度图的绘制方法较多 , 成 果差异大 。对各种 方

水利工程水资源调度的智能优化算法

水利工程水资源调度的智能优化算法

水利工程水资源调度的智能优化算法水资源是人类生存和发展的重要基础,尤其在水资源稀缺的情况下,水利工程水资源调度变得尤为重要。

为了实现对水资源的合理利用和优化调度,智能优化算法被广泛应用于水利工程中。

本文将介绍几种常用的智能优化算法,并探讨其在水利工程水资源调度中的应用。

一、遗传算法遗传算法是模拟生物进化过程的一种优化算法,通过模拟“适者生存,不适者淘汰”的过程,逐步寻找到问题的最优解。

在水利工程水资源调度中,遗传算法可以通过调整灌溉和供水的方案,实现对水资源的最优利用。

例如,可以通过调整灌溉时间和灌溉量,使得作物的灌溉需求得到满足的同时,节约水资源的使用。

二、粒子群算法粒子群算法模仿鸟群觅食的过程,通过模拟个体之间的信息传递和学习,最终找到最优解。

在水利工程水资源调度中,粒子群算法可以用于调度水库的蓄水和放水策略,以实现对水资源的合理调度。

例如,可以通过调整水库的蓄水线和出水线,控制水库的蓄水和放水速度,以适应不同季节的用水需求。

三、人工鱼群算法人工鱼群算法模拟鱼群觅食的行为,通过个体之间的信息传递和聚群,搜索到最优的解决方案。

在水利工程水资源调度中,人工鱼群算法可以用于调度灌溉系统中的喷灌器和滴灌器,以实现对灌溉水源的最优分配。

例如,可以通过调整喷灌器和滴灌器的布局和工作时间,使得灌溉水源能够覆盖作物的生长需求,减少水资源的浪费。

四、模拟退火算法模拟退火算法模拟金属退火过程,在局部搜索和全局搜索之间不断进行权衡,最终找到最优解。

在水利工程水资源调度中,模拟退火算法可以用于调度流域内不同河道的水量分配,以实现对水资源的优化利用。

例如,可以通过调整河道之间的水流量分配,满足不同地区的用水需求,避免水资源的过度集中或浪费。

综上所述,智能优化算法在水利工程水资源调度中具有重要意义。

遗传算法、粒子群算法、人工鱼群算法和模拟退火算法都可以应用于水资源调度中,通过优化水资源的利用,实现对水利工程的有效管理。

基于改进遗传算法的水库群优化调度研究

基于改进遗传算法的水库群优化调度研究
关 键词 : 传算 法 }自适应遗 传 算法 ;水库 群 ;优化 调度 遗
中图分类 号 : TV2 l 1 l _ 4 文献标 识码 : A ・
Re e r h o h tm a e a i n o s r o r y t m s a c n t e Op i lOp r to fRe e v isS s e Ba e n Ad p i e Ge e i g rt m s d o a tv n tc Alo ih W ANG S a — o,XI in c n ,W U h n h ob E Ja —a g S eg
( a ut fW ae s uc sa dH y rui o rXia iest f c n lg , ’ n7 0 4 , ia F c l o trRe o re n d a l P we , ’n Unv r i o y c y Te h oo y Xia 1 0 8 Chn )
基于改进遗传算法 的水库群优化 调度 研究
王 少波 , 解建仓 ,武 晟
( 西安理工大学 水利水电学院 , 陕西 西安 7 0 4 ) 1 0 8
摘 要 : 出一种 基 于 自适 应遗 传算 法的水 库群优 化调 度 问题 的求解 方 法 , 提 并对 其 性 能进 行 了分析 。
结果表明, 该方法可以随个体适应度的大小及群体的分散程度 自动调数带来的若干问题 , 能够在保持群体多样性的 同时, 加快 收敛速度 , 高遗 传 算法 的全局 寻优 能力 , 高精 度水 库群 优化调 度提 供 了一 个新 的途径 。 提 为
遗 传算法 是借 鉴达 尔文 的优 胜劣 汰机 制而 提出 的一种 全新 的优化 计 算 方 法 , 各 类 工 程优 化 中得 在
到 广泛 应用Ⅲ 。 目前 , 传 算 法 在 水库 优 化 调 度 领 遗

水库优化调度与算法20130307

水库优化调度与算法20130307

一梯级水电站群的类型和特点在河流的开发治理中,为了从全流域的角度研究防灾和兴利的双重目的,需要在河流干支流上布置一系列的水库,形成一定程度上能相互协作,共同调节径流,满足流域整体中各部门的多种需要。

这样一群共同工作的水库整体即称为水库群。

水库群具有与单一水库不同的两个基本特征:一是其共同性,即共同调节径流,并共同为一些开发目标(如发电、防洪、灌溉等)服务;二是其联系性,组成库群的各水库间,常常存在着一定的水文、水力和水利上的相互联系,例如,干支流水文情势具有一定的相似性(常称为同步性),上下游水量水力因素的连续性(水力联系),以及为共同的水利目标服务所造成的相互协作补偿关系(水利联系)。

第一节、梯级水电站群的类型按照各水库的相互位置和水力联系的有无,水库群的类型可以分为:串联水库群、并联水库群及混联水库群三种。

串联水库群是指布置在同一条河流、如同阶梯的水库群,也就是我们通常所称的体积水库群。

梯级水库群各库的径流之间有着直接的上下联系,有时落差和水头也相互影响。

按照枯水入流和正常蓄水位时各库间回水的衔接与否,又分衔接梯级、重叠梯级和间断梯级三种情况。

并联水库群是指位于相邻的几条干支流或不同河流上的一排水库。

并联水库群有着各自的集水面积,故并无水力上的联系,仅当作为同一目标共同工作时,才有水利上的联系。

混联水库群是串联与并联混合的库群形式。

按其主要的开发目的和服务对象,水库群的类型又分为发电、防洪、灌溉等目的的梯级水库群。

由于目前大多数河流均具有综合利用目标,因此,多数情况下是综合利用的梯级水库群。

第二节、梯级水库群的工作特点(1)库容大小和调节程度上的不同。

库容大、调节程度高的水库常可帮助调节性能相对较差的水库,发挥“库容补偿”调节德尔作用,提高总的开发效果或保证水量。

(2)水文情况的差别。

由于各库所处的河流在径流年和年际变化的特性上存在差别,在相互联合运行时,可提高总的保证供水量或保证出力,起到“水文补偿”的作用。

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1 . 1 时历 法调 度 图的理 论 及应 用效 果
1 . 2 应用《 s L l O 4 _ _ 9 5 》 等常规方法存在的问题 ( 1 ) 综 合 调度 图 编制 方法 不 具 体 。《 s L 1 0 4 _ _ 9 5 》

水 库调 度 的基 本原 理是 在没 有长 期径 流预 报 的前
综 合调 度 图编制 的改进 方法 。 6 0 a , 实践 证 明其理 论 和原则 都 是 正确 的 , 但是 随着 水
1 时历法 调度图的原理与应 用《 S L l 0 4 —9 5 》 存在 的问题

文径 流 资料 系列 的延 长 和计 算 技 术 的提 高 , 其 具 体 的 计算 和 编制方 法 还应进 一 步完善 。
合设计 要 求 的 依 据 。 由 于水 库 综 合 调 度 任 务 较 为 复 杂, 因此 调度 图 的编制 方法 主要 为 时历 法 , 一 般 分年 调
节或 多年 调节 两 种类 型 , 以典 型年 或 长 系 列 法 计算 水 库调 度 线并 编制 水 库 综 合调 度 图 。但 是 , 现 行 规 范 等
等优 化 计算 方法 , 但 通常 是 给 出调 度结 果 , 缺少 实 际可 操作 的调度 策略 。 目前 , 工 程设 计 中应 用 最 广 泛 的仍 为 时历 法 , 但 对 时历 法编 制综 合调 度 图缺 乏深 入研 究 , 有关 水 库调 度 图改进 方法 的研 究成 果 很 少 。笔 者
制 水 库调 度 图 , 作 为进 行长 系列 径流 调节 计算 、 阐 明工
程多 年运 行特 性 、 检 验工 程 特 征 值 和 运 行 方 式 是 否符
以灌 溉 为主兼 顾 发 电的水 库属 于变 动用水 、 联合 调节 ,
水库 调 度主要 研 究 的是 长 期 合 理调 度 问题 , 通 过 拟 定
第3 7卷 第 6期 2 0 1 5年 6月




Vo 1 . 3 7. No. 6
YELLOW RI VER
J u n., 201 5
【 工 程 建 设 管理 】
灌 溉 结 合 发 电水 库上海勘 测 设计研 究院 , 上海 2 0 0 4 3 4 )
再考虑随机径流的概率 因素 , 按一定规 以《 水利工程水利计算规范》 ( s L 1 0 4 5 ) ( 以下简 线——调度线 , 称《 s L 1 o 4 _ _ 9 5 》 ) 中灌 溉 为 主结 合 发 电的综 合 利 用 水 ’ 贝 调 度 线 的外 包 线 , 即可得 到实 用 的水库 调度 图 。 上述 理论 和方 法是 《 s L 1 O 4 —9 5 》 时历 法 的基本 依 库 调度 图 编制方 法 为对 象 , 研 究 了综 合 调 度 图计 算 与 编 制方 法 中存在 的 问题 , 提 出 了 基 于长 系列 时历 法 的 据 。时 历 法 编 制 调 度 图 的 方 法 已 在 国 内 应 用 了 约
水库 泄用 水规 则 , 使灌 溉 和 发 电用 水 在 相应 的设 计 保 证 率条 件下 得到 满足 。此 调度 问题 的数 学表 达是确 定
以下 函数关 系 :
q= V , t ) ( 1 )
常规 方法 ¨ 编 制 综合 调 度 图 的方 法 还 不 完 善 , 不 能
文献 标 志 码 : A d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 — 1 3 7 9 . 2 0 1 5 . 0 6 . 0 3 0
中图分类号 : r V 2 1 4
综 合 利用 型水 库 的水 利计 算应 结合 综合 用水 图绘
度线 计算 和调 度 图编制 , 然 后用 调度 图指 导水 库运行 。
进 方 法 编 制 的调 度 图进 行 长 系列 径 流 调 节 计 算 , 可 以 准 确 地 符 合 灌 溉 和 发 电 的各 种 设 计 要 求 , 提 高 时历 法编 制 综 合 调 度
图 的 理 论 合 理 性 和 实 用价 值 。


词 :改进算 法;发 电 ;灌溉 ;调度 图;水库
为 应用 方便 , 将式 ( 1 ) 转换 为 数) 所组 成 :
坐 标 面上 的 以
q为参 数 的水库 调 度 图 , 并 由灌 溉 、 发 电调 度 曲线 ( 函 ( t )= g ( t ) , t ]
相对应 。
( 2 )
式中q ( £ ) 为灌溉 或发 电需 水 图 , 与 各 自的设计 保 证率 通 过 调节 计 算 来 求 出 反 映 —g — 间关 系 的 曲

式中 : q 为水库的泄用水流量 ; V 为水库 的蓄水量 ; t 为
时间 。
次性计 算 出准 确 的调 度 线 , 编制 的综 合 调 度 图精 度
不高、 需 要反 复验 算 和 修 改 , 结 果 难 以满 足 设计 要 求 。 有关 文 献 一 分 析 了常规 方法 求解 综 合利 用 水库 调 度 图存 在 的 问题 , 提 出 了多 目标 遗 传 算 法 和 长 系 列 模 拟
摘 要: 在使 用《 水利工程水利计算规 范》 ( s L 1 0 4 5 ) 编制灌溉结合发 电水库综合调度 图的过程 中, 对初步计算结果进
行反 复检验 和修 改后仍难 以准确符合设 计要 求。为解决这一 问题 , 提 出了改进 限制灌溉 线、 灌溉防破 坏线 的计 算方 法 , 协调 了限制灌溉 区、 保证 灌溉 区、 灌溉发 电共 同保证 区之 间的关系, 统一 了年调节与 多年调 节水库调度 图的计算 方法, 并 用 系列年代 替 了典型年 。结果表 明 : 采用改进 方法计 算和编制的综合 调度 图可以一次性 通过检 验 , 无 需进行修 改 ; 按 改
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