基于周期序贯决策的水库群多目标优化调度研究

发布时间：2017-04-20 13:10

  本文关键词：基于周期序贯决策的水库群多目标优化调度研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水库群多目标优化调度是一个涉及多水利工程、多受益方、多目标、多时段的复杂系统的管理决策过程。受许多不确定性因素的影响,有关水库群多目标优化调度问题的建模与求解难度较高,这对实际的水库群调度运行管理工作带来了很大挑战。本文从水库调度过程中最重要的输入资料—水库来水信息和用水户需水信息出发,将以往水资源配置研究中综合考虑并合理描述了来水和需水信息周期性及不确定性的周期序贯决策法拓展到水库群多目标优化调度领域,并研制了基于周期序贯决策的水库群多目标优化调度模型。最后在黔中水库群进行了实例应用,给出了多目标优化调度方案。通过研究,本文初步形成了以下成果：(1)对水库优化调度和水库群多目标优化调度领域的调度理论、优化计算方法等方面的研究进展进行了系统梳理,总结了当前水库优化调度研究中存在问题及其发展趋势。(2)分析了来水和需水本身存在的周期性及不确定性,并对其与水库群多目标优化调度之间的关系进行了探讨。(3)针对水库群调度过程中的多目标问题研制了基于周期序贯决策的水库群多目标优化调度模型。首先,总结了周期序贯决策法的决策思路及其在描述来水和需水信息方面具有的特点与优势。其次,从多目标决策理论及其在水库群优化调度中的应用出发,提出了一种多目标优化调度问题的求解思路,对目标函数建立和非劣解集生成等内容进行了探讨,并提出了一种非线性水力发电问题转化为线性问题的方法与思路。最后,研制了以供水量最大和发电量最大为目标,以生态环境需水为约束的水库群多目标优化调度模型,该模型能够在统筹考虑多工程、多水源综合调配以及各用水户公平供水的前提下,实现不同流域、不同地区水库群多目标优化调度,对于解决其他地区类似问题具有较好的通用性。(4)结合黔中受水区水利工程、社会经济、水资源等方面的实地调研结果与有关资料,将本文研制的基于周期序贯决策的水库群多目标优化调度模型应用于黔中水库群多目标优化调度问题的研究中,生成了多目标优化非劣解集,并对多目标非劣解集等结果进行了分析和讨论,结果表明黔中水库群的农业供水量、非农业供水量和发电量是随农业水价、非农业水价以及电价之间比价关系的不断变化而变化的,而且随着电价的逐渐升高,电价的变化对非农业供水的影响较小,而对农业供水的影响不断增大。在此基础上,通过方案优选给出了推荐调度方案：多年平均情况下平寨水库调水量4.97亿m3,当地水库调节水量0.61亿m3；黔中受水区2020年需水量7.90亿m3,供水量7.88亿m3,缺水量145万m3,总缺水率0.18%,其中非农业用水能够完全满足,供水保证率可达100%。农业用水将在特枯来水年出现缺水,供水保证率可达82.5%；水电站群总发电量9.08亿kW·h,其中平寨电站年发电量3.95亿kW·h。经与有关设计结果对比分析表明,该模型的计算结果合理有效,可为黔中水库群的实际调度决策提供参考和依据。
【关键词】：不确定性 周期性 周期序贯决策 非劣解集 水库群多目标优化调度
【学位授予单位】：中国水利水电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV697.12
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 选题背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-18
• 1.2.1 水库优化调度研究进展12-16
• 1.2.2 多目标优化与水库群多目标优化调度研究进展16-17
• 1.2.3 存在问题与趋势分析17-18
• 1.3 研究内容与技术路线18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 1.4 本章小结20-22
• 第2章 基于周期序贯决策的水库群多目标优化调度方法与模型研究22-39
• 2.1 来水和需水的周期性及不确定性22-24
• 2.1.1 来水和需水的周期性及不确定性22-23
• 2.1.2 来水和需水的周期性及不确定性与水库群多目标优化调度的关系23-24
• 2.2 基于周期序贯决策的多目标优化方法研究24-32
• 2.2.1 周期序贯决策法24-28
• 2.2.2 多目标优化方法研究28-32
• 2.3 基于周期序贯决策的水库群多目标优化调度模型研究32-37
• 2.3.1 建模思路32-33
• 2.3.2 模型特点与组成33-34
• 2.3.3 模型的集合、参数与变量34
• 2.3.4 主要平衡方程和约束条件34-36
• 2.3.5 目标函数36-37
• 2.4 本章小结37-39
• 第3章 黔中水库群多目标优化调度研究39-49
• 3.1 黔中地区及黔中水库群概况39-45
• 3.1.1 黔中地区概况39-41
• 3.1.2 黔中水库群及其系统概化41-45
• 3.2 调度需求与多目标优化调度数据基础45-47
• 3.2.1 水库群调度需求与调度原则45-46
• 3.2.2 优化调度目标46
• 3.2.3 设计水平年及入库径流系列46
• 3.2.4 社会经济及河道内最小生态环境需水要求46-47
• 3.3 本章小结47-49
• 第4章 多目标优化调度方案设置与结果分析49-72
• 4.1 多目标优化调度方案设置49-50
• 4.2 多目标优化调度结果分析50-54
• 4.3 方案优选54-56
• 4.4 推荐方案调度结果56-70
• 4.4.1 平寨水库水量调度结果56-58
• 4.4.2 当地水库的水量调节过程58-62
• 4.4.3 水资源供需平衡结果62-69
• 4.4.4 发电调度结果69-70
• 4.5 本章小结70-72
• 第5章 结论与展望72-75
• 5.1 结论72-73
• 5.2 创新点73
• 5.3 展望73-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士期间科研及发表论文情况78-79
• 致谢79-81

【共引文献】

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本文编号：318730