以三峡水库为核心的长江干支流控制性水库群综合调度研究

随着三峡工程、溪洛渡水电站的建成,长江上游控制性水库群初步形成,长江上游水库群在流域水资源配置、水资源综合利用方面发挥着越来越重要的作用。以长江上游干支流控制性水库群为研究对象,系统分析了流域防洪、供水、发电、航运、水生态环境保护、"两湖"等方面对水库群调度的需求,建立以三峡水库为核心的长江干支流控制性水库群联合调度体系,提出了充分发挥水库群综合效益的联合调度运行原则、方式和方案,可为流域层面科学统一调度提供技术支撑。     

跨流域供水水库群调水启动标准研究

本文提出了一种新的调水启动标准,该标准是由一组对水源水库与受水水库的蓄水状态综合判断条件构成。文中建立了跨流域调水启动标准优选的水库群联合调度模拟-优化模型,该模型以用水户缺水程度最轻、水库群弃水量最小和实际调水量与水行政主管部门确定的调水量之间的误差最小为目标函数,并采用并行多种群混合进化的粒子群算法PMSE-PSO对该模型进行优化求解。以我国北方3座具有多年调节性能的大型水库为例,进行了跨流域调水工程研究,结果表明：新的调水启动标准与水库群联合调度模型具有合理性与有效性。     

梯级水库防洪标准选择的协调方法研究

对中国水库防洪标准进行了分析与评价,指出了其不足。根据梯级水库群防洪标准选择的特点和主要影响因素,对其协调方法进行了研究,采取了协调措施,以助同行对这一问题进行深入的研究。     

梯级水库群系统洪水演进模拟及防洪安全评估

针对梯级水库群系统中上级水库泄洪对下级水库带来的水力传递影响,以评估水库群系统的安全隐患为目标,以澜沧江中游干流5个水库组成的梯级库群系统为例,运用同频率地区组合法推求库群系统的设计洪水过程。以此作为库群系统的输入条件,采用MIKE 11模型模拟当库群系统发生稀遇洪水时的沿程最高水面线,并与坝顶高程比较,对库群系统中大坝的防洪安全状况进行评价。结果表明:当库群系统发生5 000年一遇以下洪水时,各坝址处最高水位均低于坝顶高程;当发生10 000年一遇洪水时,其中两个水库(漫湾和景洪)的最高水位接近其坝顶高程,存在发生漫坝的风险,给整个库群系统的防洪安全带来一定隐患。研究成果对于提高库群所在的澜沧江中游地区的应急防洪能力具有重大的现实意义,为库区下游的安全生产和经济发展提供重要的保障。     

长江上游水库群联合调度中的泥沙问题

长江上游已形成以三峡水库为核心的世界上规模最大的巨型水库群,2012年开始实施上述水库群的联合调度。分析了水库群联合调度中,与水库泥沙密切关联的汛期防洪、汛末蓄水和汛前消落调度方案及其对水库泥沙带来的影响。在较为深入、系统地研究了长江泥沙变化规律及其原因、水库淤积和长江中下游河床冲刷特性的基础上,对水库群联合调度中面临的水库淤积与长期使用问题,以三峡水库为例,提出了精细化的"蓄清排浑"和库尾减淤等泥沙调度方法。对水库群水沙联调,促进流域泥沙合理配置以及水库群联合调度条件下的泥沙问题与应对措施等提出了建议。     

基于并行混沌量子粒子群算法的梯级水库群防洪优化调度研究

梯级水库群防洪优化调度问题规模庞大、结构复杂,涉及大量的决策变量和复杂的约束条件,各水库、各时段之间的水位、流量存在复杂的耦合关系,呈现出高维度、非线性、强约束特性,传统的优化方法难以直接求解或者计算效率低,存在早熟收敛问题。研究工作试图将量子粒子群算法(QPSO)引入到水库群防洪优化调度问题中,为了提高算法的全局搜索能力和收敛性能,对标准QPSO做了改进,包括利用混沌思想初始化种群、自适应激活机制和精英粒子混沌局部搜索策略3个方面,并引入多核并行计算技术以降低计算时间,提出了并行混沌量子粒子群算法(PCQPSO),函数测试证明了PCQPSO的可行性、稳定性和高效性。将PCQPSO应用到水库群防洪优化调度问题中,与POA、QPSO进行对比分析,结果表明PCQPSO收敛效率快、求解精度高,为解决梯级水库群防洪优化调度问题提供了一种有效的新思路。     

基于Fork/Join多核并行框架的梯级水库群优化调度

为了满足大规模梯级水库群优化调度精细化管理需求,解决决策计算耗时长及求解效率低等困难,提出了基于Fork/Join多核并行框架的梯级水库群优化调度并行求解方法,并以离散微分动态规划方法并行化为例,给出了梯级水库群优化调度方法在Fork/Join框架下的并行化实现方式。红水河大规模梯级水库群长期发电优化调度测试结果表明,并行计算能够充分发挥多核处理器的加速性能,有效缩短计算耗时,提高求解效率;选择合理的Fork/Join框架规模控制阈值是充分发挥并行优势的关键因素。     

长江上游水库群2016年洪水联合防洪调度研究

随着长江上游水库群不断建成投入运行,水库群联合防洪调度势在必行。在分析研究长江洪水组合遭遇和重要防洪对象防洪需求的基础上,采用集合与解耦相结合的方法,按照就近有效与遏制洪源相结合的原则,提出长江上游水库群联合防洪调度总体布局。以防御长江1954年洪水为目标,分析了联合防洪调度的效益;回顾了水库群联合调度方案指导下2016年实际防洪调度的过程及当时的考量,总结分析了水库群联合调度的成效,提出了长江流域水库群联合调度的下一步努力方向。     

乌江梯级水库群“2014.07”洪水防洪调度影响研究

选取乌江梯级水库群为研究对象,通过乌江"2014.07"洪水防洪调度的实例,分析探讨了乌江梯级水库调度对下游防洪影响程度。2014年7月,乌江流域4个主要防洪控制断面发生了20~150 a一遇洪水。经水库群联合调度,各水库还原后入库洪水的峰现时间比天然洪水提前约15~24 h,入库洪峰增加约13%~30%,水库削峰率约为31.3%~45.8%,思南、沿河、彭水、武隆等4个防洪控制断面20~150 a一遇洪水被削减到4~10 a一遇。分析结果说明乌江梯级水库群防洪调度效果较好,可以供乌江流域梯级防洪调度参考。     

大渡河流域混联水库群长期优化调度

以大渡河混联水电站水库群为研究对象,建立了兼顾不同保证出力情形下以发电量最大为目标的长期优化调度模型,并采用逐步优化算法（POA）及基于变域变步长搜索的POA改进算法求解。结果表明：在总发电量增加前提下,改进算法计算耗时较传统POA缩短约90倍;不同保证出力情形下,梯级、整体考虑惩罚较单库惩罚考虑,其流域多年平均发电量分别增加了241GW.h和309GW.h。