梯级水电站生态发电多目标优化调度模型及应用研究

发布时间：2017-06-24 14:06

  本文关键词：梯级水电站生态发电多目标优化调度模型及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：梯级水电站的优化调度是一个具有多目标、多属性、多层次、多阶段的复杂决策过程,不仅关系到全流域,而且与大坝下游的生态紧密相连。当前的梯级水电站优化调度方式只要有两种,分别是考虑防洪的调度和考虑经济效益的调度,这两种调度方式只单纯的考虑了经济效益和社会效益,在这种调度方式下进行水电站的运行之后,由于忽略了对河道生态环境的影响,导致流域的生态环境受到了不同程度地破坏。从目前梯级水电站优化调度的运行方式以及保护河流生态系统的角度出发来分析可发现,现行的梯级水电站优化调度方式主要存在两个问题,一是在梯级水电站优化调度的方案中缺乏考虑大坝下游的生态保护和库区水环境保护的要求;二是在对水资源的统一调度与管理制度方面比较欠缺。因此,考虑基于生态调度的梯级水电站多目标优化调度已成为当前研究的热点。本文通过考虑梯级水电站优化调度对生态环境的影响,在以往研究的理论基础上,深入探讨了梯级水电站的生态调度,建立基于生态的梯级水电站发电多目标优化调度模型并进行求解,论文取得的研究成果如下:(1)系统的阐述了国内外关于梯级水电站优化调度的方法以及生态调度的研究现状,总结了目前我国梯级水电站优化调度存在的一系列问题,并提出了全文的研究思路和内容。(2)从水文、泥沙、水温、水质、土壤、环境地质、生物多样性等众多方面探讨了梯级水电站开发对河流生态造成的影响。(3)探讨了梯级水电站生态优化调度的理论基础、基本原则以及调度准则,在此基础上建立了梯级水电站生态调度的多目标数学模型,在该模型中采用缺水量指标来反映梯级水电站生态调度的效益函数,利用权重系数来处理模型中多目标的问题,最终在进行方案优选时,引入了变化范围法(RVA),以32个水文改变指标IHA为基础,通过计算水文改变度来量化生态效益,以此来评估梯级水电站的建设运营对河流的影响程度。(4)计算黄河上游龙羊峡等梯级水电站下游河道的生态需水量,分析计算结果,在计算所得的下游河道生态需水量范围内提出了九种生态流量方案。(5)以黄河上游龙羊峡、拉西瓦、李家峡等四座梯级电站为例来进行计算,首先把这四座梯级电站看作一个电站,并以上游“龙头电站”龙羊峡为典型,建立了梯级水电站生态发电多目标优化调度模型,采用遗传算法结合上述九种方案,对模型进行了优化调度计算,得出各方案下梯级水电站的最优放水过程,最终通过对九种方案的经济效益和生态效益的评价优选得出最优的方案,并得出龙羊峡水电站在此方案下的长系列优化调度结果。最后,对全文的研究结果进行系统的总结和展望。
【关键词】：梯级水电站 生态调度 多目标优化调度 生态需水量 变化范围法(RVA)
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV737
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 梯级水电站生态调度的选题背景及研究意义11-12
• 1.2 研究现状和目前存在的问题12-14
• 1.2.1 梯级水电站生态调度的研究现状12-13
• 1.2.2 生态调度目前存在的问题13-14
• 1.3 本文的研究内容与技术路线14-16
• 1.3.1 主要研究内容14
• 1.3.2 技术路线14-16
• 第2章 梯级水电开发对河流生态产生的影响16-19
• 2.1 引言16
• 2.2 梯级水电开发对河流生态产生的影响16-18
• 2.2.1 对局地气候的影响16
• 2.2.2 对水文及水质的影响16-17
• 2.2.3 库区淤积与富营养化17
• 2.2.4 对水温和土壤的影响17
• 2.2.5 对环境地质的影响17-18
• 2.2.6 对生物多样性的影响18
• 2.3 小结18-19
• 第3章 梯级水电站生态发电多目标优化调度模型建立19-31
• 3.1 梯级水电站生态调度的理论基础和基本原则19-20
• 3.1.1 梯级水电站生态调度的理论基础19
• 3.1.2 梯级水电站生态调度的基本原则19-20
• 3.2 梯级水电站生态调度的准则20
• 3.3 梯级水电站生态调度模型建立20-23
• 3.3.1 梯级水电站生态调度的目标21-22
• 3.3.2 目标函数22
• 3.3.3 约束条件22-23
• 3.4 权重的计算23-26
• 3.4.1 权重简介及求解步骤23-25
• 3.4.2 权重系数的求解25-26
• 3.5 模型的求解26-27
• 3.5.1 遗传算法简介26
• 3.5.2 遗传算法的优点26
• 3.5.3 遗传算法的基本原理与方法26-27
• 3.6 梯级水电站生态调度方案优选27-30
• 3.6.1 兴利指标评价27-28
• 3.6.2 生态指标评价28-30
• 3.7 本章小结30-31
• 第4章 下游河道生态需水量计算31-38
• 4.1 计算方法的确定31-32
• 4.1.1 Tennant法31-32
• 4.1.2 水文序列法32
• 4.1.3 最小月平均流量法32
• 4.1.4 改进的 7Q10法32
• 4.1.5 经验估算法32
• 4.2 计算结果及分析32-36
• 4.2.1 计算结果33-35
• 4.2.2 结果分析35-36
• 4.3 本章小结36-38
• 第5章 梯级水电站优化调度模型实例应用及效果评价38-52
• 5.1 黄河及黄河上游梯级水电站水库简介38-42
• 5.1.1 龙羊峡水电站资料39-42
• 5.2 生态调度模型建立及计算42-50
• 5.2.1 年径流资料42-44
• 5.2.2 梯级水电站生态调度准则44
• 5.2.3 建立模型及计算44-45
• 5.2.4 方案优选45-50
• 5.3 本章小结50-52
• 总结与展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-59
• 附录A 攻读学位期间公开发表的论文59-60
• 附录B 与本文相关的水文站长系列径流资料60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 余文公;三峡水库生态径流调度措施与方案研究[D];河海大学;2007年

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本文编号：478405