基于高质量供需平衡的区域水资源优化调控方案——以京津冀地区为例

针对水资源刚性约束要求下区域水资源的配置和调控,根据水资源需求侧的分类需求特性和供给侧的水源结构特征,基于水资源高质量供需平衡理念,分别提出了供需两侧优化配置和调控方案。以京津冀地区为研究对象,通过设置不同水平年的多种供需双向调控情景,开展区域水资源供需分析;基于分析结果,制定了可持续发展的水资源高质量供需平衡方案,并提出了京津冀地区实现高质量供需平衡的调控措施。研究结果表明：(1)现状情景下,京津冀地区的水资源供需不平衡形势较为严峻,缺水率较高;(2)建议在规划水平年通过强化节水、调整产业结构、增加调水等措施,逐步对水资源供需进行优化调控,可使京津冀地区的缺水率逐渐减少,由供需矛盾较大逐渐实现基本平衡,直至达到高质量平衡。研究成果具有一定的现实意义。     

基于人造洪峰的三峡梯级生态调度仿真分析

为分析三峡-葛洲坝梯级电站(三峡梯级)生态调度效果及其影响,从保证三峡梯级下游河道生态流量、改善江湖连通和保护生物多样性等方面出发,制定了三峡梯级的生态调度目标,并在常规调度的基础上提出基于人工造峰的生态调度方法,通过多种调度方式的仿真结果,分析了不同来水条件下三峡梯级生态调度的效果,揭示了不同生态调度目标之间的影响以...     

引江补汉工程实施后的 南水北调中线水源工程可调水量分析

随着新时期南水北调后续工程的高质量发展，首批建设工程引江补汉工程正式开工，为支撑未来南水北调 中线水源工程与引江补汉工程的联合协调运行，根据引江补汉工程设计参数，提出多组丹江口水库与引江补汉工 程联合调度方式，并模拟分析得到引江补汉工程实施后南水北调中线水源工程可调水量具有重要意义。研究结 果表明：设置引江补汉工程补水水位控制线、同步优化陶岔渠首引水调度线，充分利用引江补汉工程补水来满足 汉江中下游用水需求，从而置换更多坝前水量引至陶岔渠首、清泉沟等用水需求方，可在一定程度上实现丹江口 水库供水与引江补汉工程补水决策的有效衔接；相比于中线一期工程现状供水调度情景，采用合适的引江补汉工 程与中线水源工程联合调度方式，可在保障汉江中下游用水量需求的同时，满足下游断面最小用水量达标率至 98.9%~99.2%，并提高中线受水区可供水量 17.7 亿~25.8 亿 m3，继而有效协调中线水源工程的中线受水区、清泉沟 渠首及汉江中下游等多方用水需求。     

基于委托代理模型的发电权交易模式

从发电权特性角度，针对“弃水”现象，剖析现有发电权交易中存在的问题。基于委托代理理论，提出了非对称信息条件下，无交易中心参与和交易中心以承包形式参与的发电权委托代理模型。通过分析激励合同中关键参数设定及其对交易各方风险分担份额、努力水平等的影响，分别比较了2种模式下采用不同激励合同的各方收益。算例分析表明，文中设计的激励合同可以在引导参与发电权交易各方获得最优收益的同时，使电力系统资源得到更有效的配置，提高社会总体效用，实现交易各方多赢。     

基于多任务委托代理的发电权交易协调激励机制

考虑降耗减排能源战略需求及政策背景，针对发电权交易具有方向性的特点，构建了交易中心和受让发电权电站间的多任务委托代理协调均衡模型，在完成转让电量任务与节能减排任务的努力相互独立和可替代2种情况下，分析了受让发电权电站的激励强度、门槛型激励强度和努力水平，比较了多任务激励与完成转让电量单任务激励下交易中心和受让发电权电站的收益。算例分析表明，所设计的多任务委托代理协调激励机制可有效引导受让发电权电站以低能耗、低排污完成转让电量，在2项任务上提高并合理分配努力，实现交易双方收益的帕累托改进，进而提高能源的综合利用水平。     

梯级电站竞价上网决策支持系统设计与实现

为实现电力市场环境下的优化运营,梯级电站迫切需要一套竞价上网决策支持系统为其制定市场竞价策略提供参考和决策依据。根据梯级电站的特征,分析梯级电站竞价上网决策支持系统的功能需求,从而设计系统的功能结构和主要模块功能,并且分析系统逻辑结构,提出系统集成方案。该竞价上网辅助系统可以为梯级电站参与市场竞价提供良好的平台。     

三峡水库试验性运行期生态调度效果评价

三峡工程是治理开发长江的骨干型水利枢纽工程,对国家经济、社会和生态环境影响深远。三峡水库建成以来,不仅在防御长江洪水威胁方面作用巨大,而且发电、航运等综合经济效益显著。为减轻工程运行造成的不利影响,对三峡水库2011—2014年运行期间开展了生态调度试验。为了更好地推进三峡水库生态调度工作,结合三峡工程设计阶段的生态环境影响评估结论和试验运行期生态调度目标的监测结果,对已开展的生态调度效果进行科学的评价,并对未来生态调度提出建议。     

基于有限体积法的河网水动力并行计算模型

针对具有干河床、急缓流态交替的河网水动力模拟,采用MUSCL-Hancock有限体积格式离散Saint-Venant方程组,运用汊点水位预测-校正法处理河网汊点连接条件,建立了断面与河道完全数值解耦的复杂河网水动力模型。运用OpenMP和OpenACC编程模式分别实现了CPU,GPU并行计算。采用经典算例对模型计算精度进行了验证,采用珠三角河网实际算例对不同并行计算方式的加速效果进行了分析。算例研究表明,该模型具有良好的稳定性和计算效率,可适用于陡坡河道水动力模拟,具有较好的推广应用价值。     

基于调度图的金沙江下游梯级水电站改进蓄水策略研究

为缓解金沙江下游梯级水电站汛末蓄水矛盾,改善蓄水过程中按调度图运行存在下泄流量、出力过程波动较大等问题,以溪洛渡、向家坝梯级水电站为研究对象,通过设置不同提前蓄水时机组合,提出基于水电站调度图的改进蓄水策略,并从年平均蓄满率、汛末蓄水位、总弃水量、总发电量等指标综合比较分析,确定了当起蓄时机为溪洛渡9月1日、向家坝9月1日,并采用改进蓄水策略蓄水时,为梯级最佳蓄水方案。同时,采用丰、枯典型年对蓄水过程进行验证。研究结果表明:提前起蓄时机有助于水电站提早蓄滞一部分汛末水量,缓解梯级水电站间的蓄水矛盾;改进蓄水策略充分利用调度线的过渡作用,有助于减少水电站出力在不同调度区之间大幅度来回跳动,实现了下泄流量、出力过程稳定。该研究成果可为金沙江下游梯级水电站汛末蓄水调度提供科学的参考依据。