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《梯级水库群联合优化调度函数研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第18卷第6期水科学进展Vol118,No162007年11月ADVANCESINWATERSCIENCENov.,2007梯级水库群联合优化调度函数研究11211刘攀,郭生练,张文选,肖义,高仕春(11武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;21湖北清江水电开发有限责任公司,湖北宜昌443002)摘要:构建了制定梯级水库群联合优化调度函数的“优化-拟合-再优化-随机仿真”框架:首先建立梯级水库群优化调度模型,通过确定性动态规划方法得到最优样本;然后对最优样本进行多元线性回归分析得到联合调度函数;并基于模拟调度结果采用非线性规划方法直接修正调度
2、函数;最后通过水文随机模拟技术生成径流系列,进一步检验、评价所得调度函数的效率。以清江梯级水库群长期优化调度为对象进行实例研究,计算结果表明:对于1951-2005年实测径流系列,梯级水库群联合优化调度函数较常规调度方案年均增加发电量2103亿kW·h,增幅达2179%;对于两种随机模拟方法生成的水文径流系列,年均发电量分别提高了1174%和2136%,经济效益显著。关键词:梯级水库;优化调度;调度函数;随机模拟中图分类号:TV21319;O221文献标识码:A文章编号:100126791(2007)0620816207水库优化调度根据水库承担的综合利用任务,运用水库的
3、调蓄能力,重新分配水资源的时空分布,达到兴[1]利、除害的目的。位于同一河流,存在密切水力联系的多个水库构成梯级水库群,通过联合调度可实现水文补偿和库容补偿。为科学合理的指导梯级水库群长期调度操作,常采用隐随机方法制定水库或水库群优化调度[2,3]函数:根据历史长系列水文资料,运用确定性优化方法得到最优调度过程样本,然后对该样本进行统计分析得出最优决策规律,即调度函数。这种根据拟合最优样本获得的调度函数需通过模拟调度进行检验,并进行[4,5]适当的调整与修正,即“优化-拟合-再优化”框架。模拟不仅可基于实测水文系列,而且可基于水文随[2,6]机模拟技术生成的径流系列,以
4、进一步检验和评价调度函数的效率,即“优化-拟合-随机仿真”框架。本文综合前人研究成果,提出了制定水库群联合优化调度函数的“优化-拟合-再优化-随机仿真”框架(图1),即先建立梯级水库群优化调度模型,通过确定性动态规划优化得到最优样本;然后采用多元线性回归分析最优样本得到调度函数;并基于模拟调度结果修正调度函数;最后采用水文随机模拟生成的径流系列进一步检验和评价调度函数的效率。以清江梯级水库群长期优化调度为研究背景,研究探讨梯级水库群联合优化调度函数仿真问题。图1制定梯级水库群联合优化调度函数流程Fig11Flowchartforderivingtheoptimalope
5、rationrulesforcascadereservoirs1确定性优化调度模型111目标函数(1)假定梯级水库群以发电功能为主,此时优化目标为最大化发电量,即收稿日期:2006211227;修订日期:2007203222基金项目:国家自然科学基金资助项目(50609017);湖北省自然科学基金资助项目(2005ABA315)作者简介:刘攀(1978-),男,湖南湘潭人,博士,讲师,主要从事水文及水资源开发利用。E2mail:liupan@whu1edu1cn第6期刘攀等:梯级水库群联合优化调度函数研究817Tmmax6PΔttPt=6Ni,t(1)t=1i=1式中T
6、为计算期的总时数;m为电厂个数;Pt为t时段梯级电厂的出力;Δt为计算时段长;Ni,t为电厂i时段t的出力。(2)梯级发电保证率最大化,即#(Pt≥Pmin)max(2)T式中#(·)代表统计次数,即时段出力大于梯级保证出力Pmin的次数。112约束条件(1)i水库的水量平衡方程Vi,t+1=Vi,t+(Ii,t-Qi,t)Δt(3)式中Vi,t、Vi,t+1分别为i水库t时段初、末的蓄水容积;Ii,t为第t时段水库平均入库流量;Qi,t为第t时段水库平均出库流量。(2)i水库的蓄水限制VLi,t≤Vi,t≤VUi,t(4)式中VLi,t为水库允许的最少蓄水量,一般对应
7、死库容;VUi,t为水库发电允许的最大蓄水容积,在汛期可取汛限水位对应的库容,在非汛期可取正常高水位对应的库容。(3)i水库出库流量限制QLi,t≤Qi,t≤QUi,t(5)式中QLi,t为水库放水量下限,一般由下游灌溉、供水或者航运要求提出;QUi,t为水库放水量上限,一般根据下游防洪要求、水库最大泄流能力等给出。(4)上(i)、下(i+1)水库之间的水量平衡方程Ii+1,t=QJi,t+Qi,t(6)式中QJi,t为时段上水库(i)至下水库(i+1)区间流量。(5)i电站出力限制PLi,t≤Ni,t≤PUi,t(7)式中PLi,t为水
