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水庫群優化調度研究的國內外文獻綜述水庫群優化調度理論于上世紀四十年代由國外學者提出,到五十年代伴隨著系統科學的開創、發展而得到了廣泛的普及和應用,并在此基礎上進行改進創新。水庫調度就是根據水庫特點和目標效益已知的情況下,運用不同計算方法求解滿足目標效益的最優解,同時也是最合適該水庫的運行方式以及操作方法。我國關于水庫群優化調度的研究工作主要開始于八十年代初期。水庫優化調度研究方法,簡而言之,可以歸結為按照常規方法調度和應用系統分析方法調度兩大類。伴隨著計算機計技術的發展和數學應用方法的逐漸成熟,水電站水庫優化調度理論也在不斷完善。水電站水庫的優化調度根據優化調度的目的劃分,可分為生態調度、防洪調度、興利調度以及綜合利用調度等;根據入庫的徑流劃分,可分為確定型的優化調度以及隨機的優化調度;根據水庫數目劃分,可分為單一水庫調度以及水庫群聯合調度,其中水庫群優化調度按照包含水電站在空間分的布情況,又劃分為無直接聯系的并聯水庫群、水力有聯系的串聯水庫群、和前兩種特性都具有的混聯水庫群;根據調度周期的不同,可分為中長期調度,短期調度以及廠內經濟運行等,其中長期調度以及短期調度包括周、日、時等調度。1.1基于生態環境的水庫優化調度國外方面,對河流的生態流環境研究比較早,但是并沒有得出生態流量等觀點理論。在相關研究的思路上,可以概括為生態環境對于水庫水電站調度影響主要由下游河道決定,Chang等REF_Ref69906411\r\h[5]在遺傳算法的基礎上,給出多個約束條件,建立有生態流量約束的多約束水庫優化調度模型并求解。以這種方式,當優化水庫蓄水時,則將生態基本流量要求被認為是約束條件。此外不同類型約束的功能集成到目標中并以正確的功能形成適應度函數。為了驗證調度的適用性,研究了以石門水庫及其下游需水量。通過執行受約束的遺傳算法,發現約束遺傳算法可以顯著改善生態流量所需的供水能力的有效性,從而優化了水電站的運行。Castelletti等REF_Ref69906524\r\h[6]介紹了一種新約束條件,以最小生態流量為約束,用以保障河流的生態流量,從嚴格的約束控制的理論角度,在經濟、社會和環境約束下,水庫網絡管理設計的最新重大進展。提供了一個通用的和全面的問題表述,以及對傳統解決方案技術、其局限性和可能的替代方法的描述。國內方面,關于水庫生態調度方法,董哲仁等REF_Ref69908843\r\h[7]考慮到河流生態系統的需求,實現了多個社會和經濟目的,需要實施水庫多用途生態法規。對于生態調控方法,介紹了水庫水電站的不同功能,包括建立相應的法律制度。確保需水量以維持下游河流的基本生態功能。模擬自然水文條件的水庫流量法。

胡和平等REF_Ref69908890\r\h[8]在水庫調度模型中做出的新的改變,以生態流過程線為思路,其中以水力發電廠的年最大發電量為優化目標,以生態方案為約束。利用該模型,計算了黃河流域小流域水庫的生態調控,提出了四個生態環境目標,并結合了五個生態方案。黃強等REF_Ref69908865\r\h[9]介紹了生態流量以及生態法規等概念,分析了生態因素等生態調控方法,如生態水,泥沙和水質以及調整水庫。提出了研究和監管生態研究的方向,調節和調控以及水庫生態研究的方向。尹正杰等REF_Ref69908967\r\h[10]比較了最小月平均流量法、Tennant法以及規劃最小下泄流量等不同方法,考慮了不同的約束條件,建立了對水庫排放的生態約束的梯級水庫聯合運行優化模型。研究金沙江下游梯級水庫,對不同的生態環境,選取約束條件,并且對不同水庫水電站調度方式的調度結果進行了比較和分析。楊揚REF_Ref69908946\r\h[11]針對水庫水電站的建設以及正常運行時候中下游河流自然徑流狀態改變的問題,采用RVA評價河流徑流變化程度,并將其作為生態系統。水文指標用于約束水庫的調度方式,以便在規模和變化方面,水庫徑流盡可能接近自然徑流。減少水庫的水庫對下游生態系統的負面影響。考慮到生態因素,提出了水庫運行目標。針對如何調整多用途的問題,分析各種權重組合對水庫多用途調度的影響。通過建立最優水分配模型,計算了不同權重組合下的最優缺水率和生態供水順序,并為每種供水目的確定了生態系統,為進一步制定調度規則提供了基礎。針對如何改變水庫運行方式的問題,在明確生態供水目標和指標的基礎上,建立了水庫最優分配模型,并生成了考慮生態目標的水庫水分配規則。根據這些運輸規則運輸油箱。在滿足最初的供水挑戰的同時,可以改善生態指標,從而減輕當前水庫調度方法所引起的生態壓力。對于水庫生態調度現狀與展望,陳志剛等REF_Ref69909100\r\h[12]指出現階段,生態調控研究強調將生態因素納入傳統的水庫調控過程,早期的單一目的生態調控為生態水調控,水質調控,已發展成為包括泥沙調控在內的多用途生態調控。并規范水生資源。聯合配水,梯級配水,分層取水等方法已應用于水庫配水,效果顯著。通過工程,信息以及管理措施成功解決生態調節過程中的幾個問題。但是缺乏對生態調度內容的研究,并且基于經驗統計的大量生態調度工作基本上難以解決經濟發展與生態效益之間的矛盾。所以從機制級別構建生態調度模型是要解決的問題,是生態領域的方向和熱點。生態系統調整的影響,尤其是量化水生生態系統影響的方法,是解決方案的迫切需求。張麗等REF_Ref69909309\r\h[13]認為廣義上生態需水量是維持在相應的時間和空間中平衡生態系統水中的水量所需的水量,狹義上生態需水量是保持系統正常運行和生態環境不破壞。1.2基于不同算法的水庫優化調度國外方面。Steinschneider等REF_Ref72238979\r\h[14]建立以防洪、供水、發電以及生態環境保護的多個目標的優化調度模型,研究了美國的康涅狄格水庫水電站,在一個大流域內,幾個主要水庫系統為一系列管理目標運行時,協調水庫管理對生態效益的價值。該模型可以檢查在整個流域的關鍵位置保持生態可接受的日徑流量和傳統水庫目的之間的權衡,包括防洪、城市和河岸供水、水力發電。AshenafiREF_Ref72238771\r\h[15]建立了集成的水庫和電力系統調度模型來檢查埃塞俄比亞電力系統對極端水文條件的敏感性,結果表明,水電可以幫助實現最低的發電成本。國內方面,郭玉雪REF_Ref72241074\r\h[16]等提出了結合灰色關聯度(GRA)和貝葉斯模型平均法(BMA),用來整合水庫水電站相關數據,來進行水庫水電站發電優化調度。通過新安江實例研究,計算結果表明,基于結合灰色關聯度(GRA)和貝葉斯模型平均法(BMA)來整合水庫水電站相關數據的精準的較高,且可以保證水庫水電站發電效益。方國華REF_Ref72241723\r\h[17]等對于平原坡水區梯級閘站的聯合優化調度做出了總結,概括其主要特點,研究平原坡水區梯級閘站的優化調度,在經濟效益和生態環境上尋求最優解。運用遺傳算法求解,使用多屬性評價決策選擇方案。結論表明該方法易于操作,數據準確,在較好的保證經濟效益的同時滿足生態環境要求。方國華REF_Ref72355973\r\h[18]等建立了梯級水庫多目標生態調度模型,運用混合蛙跳差分算法來求解多目標的優化調度問題,通過混沌理論使初始解的質量整體提升,再運用差分算法給尋求最優解提高速度。計算結果表明,該算法具有較好的收斂性和實用性,和典型調度方案對比起來,該方法的計算結果可以較好的保障河流的生態需水量,更好的發揮生態效。成鵬飛REF_Ref72357709\r\h[19]等建立了水電站水庫優化調度模型首先在對人工蜂群算法描述的基礎上,為有效避免標準人工蜂群算法局部搜索能力差等缺點,提高尋優能力,設計了一種以反向學習策略搜尋初始解、以自適應比例選擇策略代替輪盤賭法、以基于指數分布突變策略更新蜜源位置的改進人工蜂群算法。在實例研究中,運用改進人工蜂群算法對新安江電站進行優化調度,結果表明,運用改進人工蜂群算法在全局搜索能力上更優,調度結果也符合實用性。

益張銘REF_Ref72350726\r\h[20]等運用判別式方法,對大型梯級水庫優化調度的問題進行求解,通過判別式方法反映了梯級水電系統的運行規律。同時結合實例研究,對烏江流域的梯級水電分配系統進行計算,給出了多個保證梯級系統輸出功率的約束條件,并且證明此方法更加直觀更加準確。覃暉REF_Ref72351047\r\h[21]等運用發電效益以及水電站的保證出力為約束目標,建立了梯級水電站的多目標發電優化調度模型。在算法創新上,提出一種強度Pareto差分進化算法以及自適應柯西變異策略用于求解梯級水電站的多目標發電優化調度問題。同時以三峽梯級中長期發電作為實例研究進行優化調度,結果表明運用此方法可以處理多個復雜的約束條件,可以運用于多個目標分布均勻、范圍寬廣的調度方案。王小安REF_Ref70195558\r\h[22]等建立了較短期限內的發電優化調度模型,介紹了遺傳算法的步驟以及優點,并且將遺傳算法用于解決梯級水庫的發電優化調度問題,通過實例證明,遺傳算法能夠求解非線性優化問題,考慮多個比較復雜約束條件,遺傳算法編程較為簡潔且結果準確。陳學義REF_Ref72352952\r\h[23]等提出了雙層改進粒子群算法。運用該算法解決水電站多目標聯合優化調度問題,通過不同的約束,提高該算法中初始解的質量,增強該算法前后期的尋求最優解的能力,通過實例研究,對河南省陸渾水電站進行多目標優化調度。計算結果表明,該方法具有較好的收斂性和準確性,可以研究多約束的高維度的優化調度問題。參考文獻方國華,丁紫玉,黃顯峰,戴靈輝.考慮河流生態保護的水電站水庫優化調度研究[J].水力發電學報,2018,37(07):1-9.劉丹丹,解建倉,羅軍剛,高爽,侯杰.考慮提升量的河道生態流量確定辦法[J/OL].西安理工大學學報.鐘華平,劉恒,耿雷華,徐春曉.河道內生態需水估算方法及其評述[J].水科學進展,2006(03):430-434.Fghdfhfgh劉悅憶,朱金峰,趙建世.河流生態流量研究發展歷程與前沿[J].水力發電學報,2016,35(12):23-34.ChangLiChiu,ChangFiJohn,WangKuoWei,DaiShinYi.Constrainedgeneticalgorithmsforoptimizingmulti-usereservoiroperation[J].JournalofHydrology,2010,390(1).AndreaCastelletti,FrancescaPianosi,RodolfoSoncini-Sessa.Waterreservoircontrolundereconomic,socialandenvironmentalconstraints[J].Automatica,2008,44(6).董哲仁,孫東亞,趙進勇.水庫多目標生態調度[J].水利水電技術,2007(01):28-32.胡和平,劉登峰,田富強,倪廣恒.基于生態流量過程線的水庫生態調度方法研究[J].水科學進展,2008(03):325-332.黃強,趙夢龍,李瑛.水庫生態調度研究新進展[J].水力發電學報,2017,36(03):1-11.尹正杰,楊春花,許繼軍.考慮不同生態流量約束的梯級水庫生態調度初步研究[J].水力發電學報,2013,32(03):66-70+81.楊揚.考慮生態需水分析的水庫調度研究[D].大連理工大學,2012.陳志剛,程琳,陳宇順.水庫生態調度現狀與展望[J].人民長江,2020,51(01):94-103+123.張麗,李麗娟,梁麗喬,李九一,姜德娟,胥銘興,宋文獻.流域生態需水的理論及計算研究進展[J].農業工程學報,2008(07):307-312.ScottSteinschneider,AlecBernstein,RichardPalmer,AustinPolebitski.ReservoirManagementOptimizationforBasin-WideEcologicalRestorationintheConnecticutRiver[J].JournalofWaterResourcesPlanningandManagement,2013.Demissie,AshenafiA.(CenterofEnergyTechnology,AddisAbabainstituteofTechnology,AddisAbabaUniversity,P.O.Box385,AddisAbaba,Ethiopia);Solomon,A.A.Source:AppliedEnergy,v182,p442-463,November15,2016郭玉雪,方國華,聞昕,黃顯峰.水電站分期發電調度規則提取方法[J].水力發電學報,2019,38(01):20-31.方國華,陸范彪,劉飛飛,丁紫玉,聞昕.平原坡水區梯級閘站聯合優化調度研究[J].南水北調與水利科技,2018,16(03):135-142.方國華,林澤昕,付曉敏,郭玉雪,聞昕.梯級水庫生態調度多目標混合蛙跳差分算法研究[J].水資源與水工程學報,2017,28(01):69-73+80.成鵬飛,方國華,黃顯峰.基于改進人工蜂群算法的水電站水庫優化調度研究[J].中國農村水利水電,2013(04):109-112.張銘,丁毅,袁曉輝,李承軍.梯級水電站水庫群聯合發電優化調度[J].華中科技大學學報(自然科學版),2006(06):90-92.覃暉,周建中,肖舸,趙云發,盧有麟,

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