水库优化调度or水库径流调节
水电站水库优化调度方法的探讨
廖 小 琴
（ 重庆交通大学 重庆市 南岸 区 ４ ０ ０ ０ ７ ４ 重庆航运建设发展有限公司 重庆 市 北部新区 ４ ０ １ １ ２ １ ）
摘 要： 水 电站水库库 容小， 为 日调节 水 电站 ， 作 为贯流式机组运行 水头低 ， 流 量大 。因此 ， 电站发 电量在很 大程度上 由河水的径 流量决定 的。如何使径流水 发挥最高 效益 ， 这就要求对 水库进行优 化调度。
４ ５ ４ １
３ ９
８ ８ ８ ５ ４
８ ７ ． ４
Ｈ ０
５ ８
５ ５
５ ３
效率 ｍ
５ ５ ． ８
７ ９ ． ２
８ ５ ． １
Ａ
０ ． ４ ４
０ ． ７ ３
０ ． ８ ４
效率 Ⅵ
７ ９ ． １
８ ６ ． ５
８ ８ ＿ ３
△
０ ． ７ ４
０ ． ８ ８
０ ． ９ ４
效率 ｎ
流量 （ △ ＜ ＝ ０ ． ６ ） 或大流量 （ △ ＞ １ ． ３ ） 不利工况下运行， 影响泵的使用寿命。 汤浦水 库水位 短期稳定 ， 年际变 幅较大 （ 区间 １ ２ ． ０ ～ ３ ２ ． Ｏ ｍ） ； 达郭水 库水位长 期稳定， 每天变幅较大 （ 区间 ６ ５ ． ０ ～ ７ ０ ． ０ ｍ ） 。方案对汤 浦水库水 位 分段 （ １ ２ ｍ、 １ ５ ｍ、 １ ７ ｍ、 ２ ０ ｍ、 ２ ３ ｍ、 ２ ６ ｍ、 ２ ９ ｍ、 ３ ２ ｍ） 对 应达 郭水 库水 位 区 间（ ６ ５ ～ ７ ０ ｍ） 逐段进行分析 。依次考虑汤浦水库水量调度、 绍兴方 向需 水 量（ 供水量） ， 单泵、 双泵及三泵并联运行 时隧洞 计算负压值 （ 安全性） ， 泵 的流 量、 效率 、 扬程（ 经济合 理性 ） 等 因素 ， 比较不 同组 合的优 次， 确定最
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。
优化水库调度
优化水库调度在水资源管理中，水库调度是一项重要的任务，它涉及到合理利用水资源、保障供水安全以及满足各种需求。
优化水库调度可以提高水库的效益和水资源的利用率，本文将就如何优化水库调度进行探讨。
一、问题概述及背景水库调度是指根据水文、水利、水能等要素制定合理的水库出水方案，以满足不同的用水需求和水资源的合理利用。
水库调度经常面临的问题包括：供水安全、灌溉用水安排、调蓄洪水、生态环境保护等。
二、优化水库调度的意义优化水库调度的意义在于最大程度地调配水资源，满足不同的用水需求。
具体意义如下：1. 提高水资源利用率：通过优化调度方案，可以最大程度地节约水资源，减少浪费。
2. 保障供水安全：优化调度方案可以合理安排供水量，确保城市和农村的正常用水。
3. 减少洪涝灾害风险：通过合理的调度方案，可以降低洪水爆发的风险，减轻灾害损失。
4. 促进生态环境保护：合理的调度方案可以保护生态环境，维持水文生态平衡。
三、影响水库调度的因素优化水库调度需要考虑多个因素，包括但不限于：1. 水库的蓄水量和水位：水库蓄水量和水位直接关系到供水能力和调度方案的可行性。
2. 天气因素：降水量、湿度和气温等天气因素会影响水资源的供应和需求。
3. 用水需求：不同地区和不同行业的用水需求是差异化的，因此需要根据实际需求进行合理调度。
4. 生态环境保护：保护生态环境需要合理设置水位和流量，以满足生态需求。
四、优化水库调度的方法优化水库调度的方法可以从以下几个方面入手：1. 基于数据模型的优化：通过收集和分析水文、气象、土壤等数据，建立数学模型，并运用优化算法求解最优调度方案。
2. 多目标优化：将供水安全、灌溉用水需求和生态环境保护等多个目标结合起来，运用多目标优化算法，找到最合适的调度策略。
3. 实时调度：结合实时监测数据，根据当前的水情、气象等因素进行实时调度，使调度方案更加灵活和适应性更强。
4. 迭代优化：通过不断迭代和优化，逐步改进调度方案，使其更加符合实际情况和需求。
水库多目标优化调度
度 图 ， 化 调 度 效 果 显 著 妾践证 明 本 方 法 实闱 可 靠 优 关 键 词 ： 化 调 度 ； 容 ； 流 ； 志 变量 ；决 策 变 量 马 尔柯 夫 序列 优 库 径 状
中 图 分 类 号 ：ＴＶ ２ 文献标识码 ： Ａ
１ 引 言
山 东 省 现 有 ＾ 、 、 型水 库 ５ ８ 座 ， 拦 蓄 能 力 Ｉ９ ４ 中 小 ｄ９ 总 ｊ 亿 ｍ ， 中太型水库 ３ 其 ２座 ． 水 能 力 ８ ． 亿 ｍ ． 根 据全 省 蓄 Ｉ５ 但 水 资源 供 需 平衡 分析 ， 常 年 份 缺 水 ９ 正 ８ ０亿 ｍ …般 枯 水 年
水 库 多 目标 优 化调 度
赵 然 杭 王 菊 孙 继 正
ｔ 东 学 ±建 与 水 利 学 院 山 东 济 南 ２ ・ Ｇ ） ｌ ｊ １ ０
摘
要 ：奉 文 应 用数 学 理 论 对 太 中 型 水 库 进 行 优 化 调 度 制 了程 序 ， 应 吗于 实倒 ， 过 大 量 微 机 计 算 ， 出优 化 调 编 井 经 绘
增 加 水 资 源 可 利 用 量 ． 缓 解 山东 省 近 期 和 远 期 水 资 源 紧 缺 是 状 况 的 项 重 要 措 施 ．
目标 函 数 考 虑 净 效 益 最 大 或 供 水 量 最 大． “ 虑 供 水 量 ｉ考 最 大 作 为优 化 目标 ． 了 碱 步 弃 水 最优 的方 案 必 定 是 水 库 有 为 蔷 水 时 即尽 量 供水 以腾 空 库 容 ． 样 仍 然 造成 水 多 多 用 ， 少 这 水 少 用 的情 况 ． 此有 必要 考 虑 某 保证 率供 给一 定 的保 证 水 量 ， 团 也 就是 加 一个 概率 约 束 ， 目标 函 数 可 以 表达 为“ 在 一 定保 证 率 供 给 某 保 证 水量 的 条件 下使 水 量 极 大 化 即 在 目标 函数 中 考 虑 各类 用 水 平 均 单 位 补 水 量 的净 效 益 （ Ｖ 、 Ａ Ｖ 如 Ｉ Ｖ Ｅ… ） 的 办法 来 达 到 ． 以净 效 益 摄 太 为 目标 函数 ， 每单 位 水 量供 给 不 同 的用 户 所 产 生 的净 效 益 ， 同 ． 临 时 段 的 净 效 益 函数 期 面
水库优化调度名词解释
水库优化调度名词解释水资源优化调度（optimal regulation on water resources ）采用系统分析方法及最优化技术，研究有关水资源配置系统管理运用的各个方面，并选择满足既定目标和约束条件的最佳调度策略的方法。
水资源优化调度是水资源开发利用过程中的具体实施阶段，其核心问题是水量调节。
中文名水资源优化调度定义将位于某地区、具有某种水质、在一定时刻具有某种概率分布的天然径流，通过水工程调节成在指定地区、具有规定质量并在一定时刻具有一定保证率和破坏深度的供水量。
这种调节通过水资源配置系统来完成。
系统中同时具有硬件（水库、大坝、水电站、井群等）和软件（水位、调度策略、水费制度等）两方面的元件。
在需水过程和系统硬件已定的情况下，水资源优化调度就是充分利用天然径流的不同步性和各个水库库容特性的差异，最大限度地发挥水资源的综合利用效益。
方法与步骤水资源优化调度在理论上属于多目标的随机序贯决策问题。
其调度目标通常涉及到防洪、发电、城市与工业供水、灌溉及防止水库淤积和生态环境保护等。
为减少问题的复杂性，可根据实际情况将各目标赋予权重，或将次要目标化为约束条件，从而使问题成为单目标随机序贯决策问题。
调度决策一般由日、旬或月作出。
任一时段决策所导致的水资源配置系统状态（水位、库容）则成为余留期决策的初始条件。
而余留期最佳调度策略的期望效益是初始条件的函数。
因此任一时段的调度策略的作出均应不仅对于当前时段是最优的，而且还应使其所导致的时段末系统状态对于余留期最佳策略而言是最好的初始条件、天然径流的随机性使得水资源优化调度十分复杂。
根据对天然径流随机性的处理，可分为随机型和确定型两类调度方法。
水资源优化调度的工作步骤一般为：①明确调度目标及各类约束条件；②建立适当模型并选择优化方法；③分析结果并形成调度方案；④利用行政及经济手段促进调度方案的执行；⑤利用实际调查或其他调度方案的模拟，确定是否有必要改进目标、模型、求解方法、调度规则及水费体系等。
水库优化调度案例研究
最近邻抽样 回归预测法是一类基于数据驱动的非参数统计模
型， 而灰色拓扑预测法较适应小样本。 月径流预测 中退水 ／ 线 形 回归模型法是枯季预测 的一种主要方法 ， 在控制流域 面积 较小 、 流域 的调 蓄功能较差时 ， 预测效果 并不理想 ； 降雨 径 流关 系分析法是建立经 验公式 ， 公式形式简单 、 预测精度 较 高； 但两者都需对水库流域 的历史水文资料数据进行处理 ， 做出恰 当的分析并找出规律 ，采用最先进的算 法进行模 拟
ｌ科技论坛 嚣 【
水 库 优 化 调 度 案 例 研 究
周 建
（ 华电四川发电有限公司宝珠寺水力发 电厂
【 摘
广元
６ ８０ ） ２ ０３
要】 阐述水库优化调度的必要性， 优化调度模型及求解方法， 优化调度规则、 水库径流预测和实际运用情况， 分析了影
径流预测 Ｒ 广一 水库第 ｔ Ｑ 时段入库 流量 （ ３） ｍ／ ； ｓ
下游紫兰坝水电站 １ｋ ４ ｍ。电站 以发电为主 ， 兼有防洪 、 灌溉
ｓ 一 水库第 ｔ １ ＿ 时段弃水流量 （ ｆ ） ｍｆ 。 ｓ
（） ２ 水库蓄水量约束
Ｖ ≤ Ｖ。 Ｖ一 ≤
等综合效益 ， 装机 ７ ０ Ｗ。宝珠寺电站工程为一等大（ ） ０Ｍ 一 型
工程 ， 枢纽主要建筑物为一级 ， 大坝千年一遇设计 ， 万年一遇 校核 ，万年一遇洪水与碧 口水库溃坝洪水为非常洪水标准 。
（） ４ 电站 出力 约 束 Ｎ ≤ＡｘＱ ×Ｈｔ ｔ ≤Ｎ
５ ４ ｍ。死库容 ７ ０ 亿 ｍ ， ９． ７ ．８ ５ ３ 调节库容 １． ｍ 。 ３ ４亿
２ 宝 珠寺 水库 调度 原则
大中型水库调度优化方案
关于大中型水库调度优化方案的探讨[摘要] 本文主要介绍了国内的现状,并以三峡水库调度运行中存在的问题为例。
详细说明了我国大中型水库现行调度方式所暴露出来的问题。
由此,也引发人们思考.如何才能建立一个优化的调度方式,促成水库调度的可持续发展。
[关键词]水库调度方式缺陷现状趋势生态调度前言目前,我国是一个水资源相对缺乏的国家,同时,我国水资源的时空分布上有南多北少、汛多枯少的特点,这种情况成水资源的利用率严重不足,大量的水资源白白浪费。
洪水径流集中发生在汛期,往往造成洪涝灾害。
水库的修建,是改变水资源时空分布不均的有效手段,是减少洪涝灾害、充分开发利用水资源系统的重要组成部分。
截止1979年底,lo万m3以上的水库总数达86000多座(水利部西北水利科学研究所等,1983)。
2002年在建60m以上大坝中,中国约占1/4(贾金生等,2004)。
随着改革开放的深入发展,各行业对水资源的要求越来越高。
因此,合理开发利用水资源,科学地进行水库调度,显得更加迫切更加重要。
一、水库调度主要基本a. 定义:水库调度即水库控制运用,是对已建水利水电枢纽合理有效的控制运用,达到充分发挥防洪、兴利效益的一种技术措施,属于非工程措施。
b. 任务:水库具有调节天然径流的作用。
一座规划设计合理、管理运用得当的水库,它不仅能防洪、灌溉,为城市提供优质水量,为工业提供廉价的电力,为交通提供经济的水运,为渔业提供丰富的水产,而且能为居民创造优美的环境,做到一库多用,一库多能,充分发挥水资源的综合效益。
c. 基本原则:在确保水电站大坝工程安全的前提下,分清发电与防洪及其他综合利用任务之间的主次关系,统一调度,使水库综合效益尽可能最大。
二、现状的调度方式a. 国内现状1. 主要的调度方式:目前,我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。
依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则,就是我们通常所说的水库调度方式。
某水库挖潜改造及优化调度方案
《河南水利与南水北调》2023年第7期施工技术某水库挖潜改造及优化调度方案赵延（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明650000）摘要：该水库位于某镇境内的上游，是一座以灌溉为主兼有防洪效益的小型水库，这座始建于20世纪50年代末的水库已无法满足该镇防洪兴利需求，为了有效减免流域的洪涝灾害，改善该流域的生态环境，需要对水库进行挖潜改造并制定优化调度方案，研究决定将该水库的翻板闸更换为12m×4m的平板闸，堰顶高程定为50.89m，正常蓄水位提升至54.65m，汛期水库最高水位不超过54.65m，根据以上改造同时制定了相应的水库运行调度方案。
汛期根据设计洪水的频率进行预泄，使得水库水位下降至可以滞蓄该次洪水的全部洪量。
经过挖潜改造后，该水库的兴利库容和防洪库容都大大增加，社会和经济效益都得到了提高。
关键词：防洪兴利；挖潜改造和预泄；水库调度运行方式中图分类号：TV697文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）07-0074-02Potential Reconstruction and Optimal Operation Scheme of a ReservoirZHAO Yan（Power China Kunming Survey and Design Institute CO.LTD.,Kunming650000,China）Abstract：The reservoir is located in the upstream of a town.It is a small reservoir mainly for irrigation and flood control benefits.The reservoir,built in the late1950s,has been unable to meet the town’s flood control needs.In order to effectively reduce the flood disaster in the basin and improve the ecological environment of the basin,it is necessary to explore the potential of the reservoir and formulate an optimal operation plan.It is decided that the inverted gate of the reservoir will be replaced by a12m×4m flat gate,the weir crest elevation will be set at50.89m,the normal water level will be raised to54.65m,and the maximum water level of the reservoir in flood season will not exceed54.65m.According to the above transformation,the corresponding operation and dispatching plan of the reservoir is formulated:In flood season,pre-discharge is carried out according to the frequency of designed flood,so that the water level of the reservoir can be reduced to the full volume of the flood.After the reconstruction,the effective storage capacity and flood control storage capacity of the reservoir has been greatly increased,and the social and economic benefits have been improved. Key words：flo od control and build water consevancy projects;potential reconstruction and pre-drainage;operation mode of reservoir dispatching1工程概况该水库是一座小型水库，其功能以灌溉为主，在汛期可起到一定的防洪作用。
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水位-库容关系曲线
y = -1.0758x2 + 15.821x + 654.45 R²= 0.9997
2.5
3
3.5
4
4.5
库容(亿m3)
下游水位(m)
下游水位-流量关系曲线
630 628 626 624 622 620 618 616
0
y = 4.7146E-11x3 - 6.22863E-07x2 + 0.004045629x + 616.0381134
R²= 0.99962054
1000
2000 3000 4000 5000 下游流量(m3/s)
6000
7000
1
水库优化调度
水库优化调度计算表
月份
入库流 量
发电流量
蓄/供水 流量
m3/s
m3/s
m3/s
4月末
5
290 251
39
6
319 319
0
7
553 553
0
8
364 364
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9
411 365
0.000 4.515 703.95 703.95 617.14 84.81 244
0.000 4.515 703.95 703.95 616.59 85.36 151
-0.026 4.488 703.79 703.87 616.29 85.58 102
-0.013 4.475 703.71 703.75 616.19 85.56 85
2.47 615.8
8
364
688 2.566 615.9
9
411
689 2.685 616
10
338
690
2.75 616.1
11
208
691 2.865 616.2
12
139
692
2.98 616.3
1
117
693
3.09 616.4
2
105
694
3.2 616.5
3
103
695
3.3 616.6
8 10 12
入库流量
发电流量
2
237 618.5 672 625.5 4180
252 618.6 702 626 4520
268 618.7 731 626.6 4870
294 618.8 761 627 5220
319 618.9 790 627.5 5630
628 6040
水库水位(m)
705 700 695 690 685 680
128 617.8 473 622 1980
143 617.9 498 622.5 2260
159
618 524 623 2540
174 618.1 554 623.5 2860
190 618.2 583 624 3170
206 618.3 613 624.5 3500
221 618.4 642 625 3830
0 2 4 6 8 10 12
水库月平均出力过程
400 300 200 100
0 0 2 4 6 8 10 12
水库月末水位过程
710.00 705.00 700.00 695.00 690.00 685.00 680.00
0 2 4 6 8 10 12
600 400 200
0 0
水库调度过程
2
4
6
-0.059 4.416 703.34 703.52 616.14 85.38 78
-0.315 4.101 701.24 702.29 616.17 84.11 82
-1.812 2.289 685.03 693.13 616.63 74.50 139
总出力 2074
水库月平均水位过程
705.00 700.00 695.00 690.00 685.00
4
150
696
3.4 616.7
697 3.535 616.8
698
3.67 616.9
699
3.81
617
700
3.95 617.1
701 4.075 617.2
702
4.2
703
4.35
（6-8 月）汛限 695.00
水位=
m
出力系 数A=
8.5
目标函数：发电效益（总出力）最大
下游水位-流量关系曲线
0.000 3.306 695.00 695.00 617.06 75.94 206
0.000 3.306 695.00 695.00 618.00 75.00 353
0.000 3.306 695.00 695.00 617.25 75.75 234
1.208 4.515 703.95 699.47 617.25 80.22 249
流量 水位 流量 水位 流量
（m3/s) （m） （m3/s) （m） （m3/s)
75 617.3 345 619 820
83 617.4 370 619.5 986
91 617.5 396 620 1140
100 617.6 422 621 1530
112 617.7 447 621.5 1710
46
10
338 338
0
11
208 208
0
12
139 140
-1
1
117 118
-1
2
105 107
-2
3
103 115
-12
4
150 219
-69
蓄/供水 水量
月末库容
月末水库 水位
上游月 平均水
位
下游月 平均水
位
月平均 水头
月平均 出力
亿m3
亿m3
m
m
m
m
MW
2.287 685.00
1.020 3.306 695.00 690.00 616.77 71.23 152
水库优化调度
保证出 力Nfm=
78
MW
装机容量 Nins=
300
MW
正常蓄 水位=
704.00
m
死水位= 685.00 m
设计中水年流量过程水位-库容关系曲线
月份
流量 （m3/s)
水位 库容（亿 水位
（m）
m3）
（m）
5
290
685
2.29 615.6
6
319
686
2.38 615.7
7
553
687