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水利調度優化技術

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採用系統分析方法擬定水利工程系統優化調度方案的技術。由於水文現象的隨機性,各用户對水量和 採用系統分析方法擬定水利工程系統優化調度方案的技術。由於水文現象的隨機性,各用户對水量和水位的要求又不盡相同,使得水利調度十分複雜。為擬定優化調度方案而採用的優化技術涉及到水文學、徑流調節理論、經濟評價、現代應用數學和優化理論,以及電子計算機技術及實時控制等多種專門知識。
中文名
水利調度優化技術
性    質
優化技術
屬    性
水利調度
世    紀
20世紀

水利調度優化技術發展概況

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水利調度優化理論的研究和實施開始於20世紀40年代至50年代初期。當時主要是應用古典優化理論,研究單目標水庫的最佳調度(運行)方案。自50年代中期以來,由於現代應用數學和電子計算機技術的迅速發展,系統分析方法和優化理論逐步被引入到水利工程運行調度中來,並與過去傳統調度技術相結合,使得水利調度優化技術得到了更快的發展,在實踐上已見成效。中國自20世紀50年代後期開始進行這方面的研究。70年代以來,結合生產實踐,在一些大型水庫水電站(如柘溪、豐滿、新安江、獅子灘等水電站,以及丹江口水利樞紐和黃河上游梯級電站、古田溪梯級電站等)擬定了優化調度方案,通過實施使發電效益及綜合利用效益均有一定的提高。

水利調度優化技術擬定優化調度方案步驟

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包括:明確所研究問題的內容和邊界條件,確定預期目標,建立數學模型;選擇適當的優化方法,對數學模型求解;檢驗模型效果。
建立數學模型  ①擬定輸入函數──徑流過程,根據徑流描述方法,可分為隨機徑流過程和確定性徑流過程;②根據工程運用準則和效益函數,建立目標函數;③按照工程規模、設備能力、系統邊界條件以及特定的限制條件等建立約束方程;④建立水量平衡能量平衡方程(狀態方程)。
模型求解  求解方法一般為:在一定約束條件下,求目標函數的最優解。早期曾利用多元函數求無條件(不考慮約束條件)極值,利用拉格朗日乘子求條件極值,利用變分法求泛函(目標函數用泛函表示)極值等。這類方法由於不適應隨機模型求解,而在應用上受到侷限。自20世紀50年代中期以來,較廣泛地應用動態規劃法(包括微分動態規劃、增量動態規劃等)擬定水庫優化策略,能較好地解決隨機過程和多種約束條件的求解問題。對於多庫或多種水利工程聯合調度,常應用系統的分解和協調理論,分層次求解統一調度的最優策略。
效果檢驗  一般採用長系列水文資料分別進行優化方案和常規方案調度計算,要求優化方案在滿足各種約束條件(包括正常供水或供電)的前提下,經濟效果(發電量或供水量)較常規方案為佳。