南水北调东线江苏段“单库—单站”及“多库”水资源优化调度方法研究

发布时间：2018-04-03 04:02

本文选题：水资源　切入点：优化调度　出处：《扬州大学》2015年博士论文

【摘要】：南水北调东线工程是一个多水源、多用户、多阶段的大型跨流域调水工程。该工程已于2013年完工,并已向北方开始调水。因此,采用现代决策优化理论,结合工程的实际情况,对该跨流域调水工程开展水资源优化调度研究,将是一个非常有学术价值的研究课题。当前,国内外学者针对跨流域调水工程以及水库(群)水资源优化调度已经进行了大量研究,但大多是经过理想化或修正后确立的优化模型,且在水资源优化调度中,对高维复杂系统理论研究较少。本文在国内外相关研究的基础上,以南水北调东线一期江苏段工程为实例,对单座水库、单座水库与单座提水泵站及水库群开展了相关研究,主要有以下成果：(1)南水北调东线一期工程江苏段是一个长藤结瓜式“河-湖(库)-泵站(群)”工程系统,首先将该系统进行概化处理,在此基础上,对洪泽湖、骆马湖和南四湖下级湖在特定频率下的设计净来水过程以及受水区用水户的需水量进行了分析计算。(2)对单座水库和单座泵站的优化调度运行进行了分析总结,本文提出了针对单座水库的“单库”优化调度模型和针对单座补水泵站的“单站”优化调度模型以及求解方法。本文以南水北调东线江苏段洪泽湖库区的水资源优化调度为实例,以年内各时段的缺水量的平方最小为目标函数,各时段水库供水量为决策变量,各时段水库库容为状态变量,以水库水量平衡、水库蓄水库容等为约束条件,对库区水资源调度进行了优化计算。通过对“单库”、“单站”模型的优化调度研究,可为更加复杂的库群及库站联合调度优化提供理论基础。(3)针对单座年调节水库与单座补水泵站,在泵站引提水量一定的条件下,提出了单座水库与单座补水泵站的水资源优化调度的非线性数学模型。模型以系统缺(弃)水量的平方最小为目标函数,各时段水库供水量和泵站引提水量为决策变量,以水库可供水量、泵站年引提水总量、水库与泵站的联合运行准则等为约束条件,以南水北调东线一期江苏段骆马湖-皂河站工程为实例,并采用动态规划逐次逼近法对该水资源优化调度模型进行了求解,计算表明,在P=50%、75%、95%来水频率下,相同供水保证率下,泵站补水量、缺水量、弃水量与常规调度相比均有减少。该方法可以解决用水总量控制条件下的水库和补水泵站的水资源优化调度问题。(4)针对水库群的联合调度问题,提出了以整个系统在计算时段内的缺水量最小作为目标,以各时段各水库供水量为决策变量,以各水库水量平衡、各水库蓄水库容、多水库联合调度的水资源总量等为约束条件的“多库”水资源优化调度模型。以南水北调东线一期江苏段“洪泽湖-骆马湖-南四湖下级湖”库群系统为实例,采用大系统分解-动态规划聚合算法对模型进行求解,以系统各水库的可供水量为协调变量,将模型分解为洪泽湖、骆马湖、南四湖下级湖3个水库优化子模型。该子模型以水库可供水量为决策变量、水库库容离散值为状态变量；在“单库”子模型优化基础上,以各水库的供水量为决策变量,水库可供水量的离散值为状态变量构造聚合模型,子模型和聚合模型均为一维动态规划模型,采用动态规划方法进行求解。通过优化计算,在P=50%、75%、.95%来水频率下,与常规调度成果比较,系统供水量有了相应的提高,系统总缺水量和总弃水量也有相应的减少。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV213.4

【相似文献】