現代水庫調度決策優(yōu)化和應用研究

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1、現代水庫調度決策優(yōu)化和應用研究摘要：水庫調度決策是水資源系統優(yōu)化配置的重要手段，常規(guī)調度決策方法雖然簡明直觀，但在新技術應用客觀條件變化對調度決策結果的影響分析等諸方面存在明顯不足隨著新理論新學科新技術的不斷涌現，水庫優(yōu)化調度決策研究也逐漸由傳統方法轉向新技術利用，由單一方法轉向多技術綜合，文中總結了當前水庫優(yōu)化調度決策的新趨勢，供相關人員參考關鍵詞：水庫；優(yōu)化調度決策；動態(tài)規(guī)劃模型；新方法在我國，水庫優(yōu)化調度決策研究相對起步較晚，大多都是通過建立優(yōu)化模型來求解其優(yōu)化的目標函數也主要有兩類：一是以庫群多年電能或供水量最大為目標，二是以系統年費用最小為目標，模型既有確定性的，也有隨機型的隨

2、著研究的不斷深入，研究的目標逐漸由單目標擴展到了多目標，研究對象由單庫擴大到了多庫乃至整個流域或系統的庫群，其模型也由單一模型發(fā)展到了組合模型近年來，又把系統辯識思想運用到了水庫調度決策研究中，將隨機動態(tài)規(guī)劃與常規(guī)調度決策方法有機結合，為水庫調度決策研究提供了一個新的理論框架。隨著社會經濟的快速發(fā)展，社會用水量也急劇增加，水資源供需矛盾日趨尖銳如何合理調配有限的水資源已成為水資源管理中現實而緊迫的任務水庫優(yōu)化調度決策是水資源系統優(yōu)化配置的重要手段，因此做好水庫優(yōu)化調度決策方案及管理對解決這一嚴重的問題無疑具有非常重要的意義。一、當前水庫調度決策存在的問題目前，國內外水水庫優(yōu)化調度決策研究

3、成果較多，常規(guī)調度決策方法以水位或入庫流量確定水庫的操作方法，雖然簡明直觀，但在對新技術的應用客觀條件變化對調度決策結果的影響分析等諸方面存在明顯不足優(yōu)化調度決策決策方法方案存在的主要問題有：(1)調度決策方案只是一個合理的方案，而不是最優(yōu)的方案；(2)無論哪種模型，應用哪種數學方法，仍不能回避未來入庫徑流無法確知的問題，從而大大降低實際應用效果；(3)應用比較多的動態(tài)規(guī)劃模型受到數學維數的限制,即維數災問題需借助其它方法，如逐步優(yōu)化法對模型進行降維處理；(4)在建立模型求解的過程中計算量大如各項指標的分析優(yōu)選校核(5)所建立的模型難以反映復雜系統的真實情況；(6)模型可操作性較低由于優(yōu)

4、化調度決策所用的方法和理論比較復雜，使用者因缺少相應的知識，實際操作比較困難，從而影響了模型的應用和推廣。二、水庫調度決策的優(yōu)化應用分析我國對水庫優(yōu)化調度決策優(yōu)化研究和應用相對起步較晚，基本上都是通過建立有效的優(yōu)化模型來進行解答，其優(yōu)化的目標函數也主要分為兩個方面，一種目標是在庫群用水量最大或發(fā)電量最大時，另一種目標是消耗費用最少時。隨著對水庫優(yōu)化調度決策研究的不斷深入，研究目標變得多元，研究對象也在向多元化發(fā)展，研究模型變得更加復雜多變。近些年，系統辯識思想也運用到了水庫調度決策研究中,隨機態(tài)規(guī)劃與常規(guī)調度決策方法互相有機結合，為水庫調度決策研究提供了一個新的理論框架。為了發(fā)揮水庫的最

5、大經濟效益，包括防洪、發(fā)電、灌溉、供水及航運等效益最佳，我國進行了大量的研究與實踐。1、水庫調度決策的優(yōu)化應用實例我國大約從20世紀60年代開始水庫優(yōu)化調度決策的研究。1960年吳滄浦最先提出了每年調節(jié)水庫的最優(yōu)動用動態(tài)規(guī)劃模型。1963年譚維信、黃守信等通過學習了解動態(tài)規(guī)劃與Markov過程理論，順利完成了一個長期調節(jié)水電站水庫的優(yōu)化馬爾柯夫過程理論模型，并在獅子灘水電站的優(yōu)化調度決策中得到成功嘗試。1979年張勇傳、熊斯毅等在研究拓溪水電站水庫優(yōu)化調度決策模型時，采用可變方向探索法，雖然優(yōu)化調度決策圖依然用Bellman最優(yōu)化原理，由于引進了懲罰項從而使調度決策圖的可靠性提高。同樣是

6、在1979年，在劉家峽水電站水庫優(yōu)化調度決策研究時，董子敖等人提出了對國民經濟有最大效益的目標函數。張玉新、馮尚友在八十年代末研究了多目標動態(tài)規(guī)劃的迭代法求解方法，建立了一個多維決策的多目標動態(tài)規(guī)劃模型。由于模糊里路的不斷發(fā)展，吳倍益提出應用模糊數學進行水庫群優(yōu)化調度決策；張勇傳、丙卩鳳山等把相關的模糊理論引入水庫優(yōu)化調度決策的研究中。陳守煜于1988年把動態(tài)規(guī)劃和模糊優(yōu)選有機結合起來提出了優(yōu)選模糊原理模型，此后又提出了系統層次模糊優(yōu)選模型，這些理論不斷完善了模糊理論。20世紀末以來，人們開始不斷尋求水庫優(yōu)化功能來進行模擬。2000年李會安建立了可以水量隨時自己優(yōu)化的模型。2000年暢建

7、霞等人為西安市水庫群建立了神經網絡優(yōu)化調度決策模型，并在2001年改進遺傳算法的水電站基礎上再次進行水庫優(yōu)化調度決策。2005年邱林等人把混沌優(yōu)化理論應用到水庫優(yōu)化調度決策中，徐剛、馬光文等人也在同一年研究了蟻群優(yōu)化在水庫優(yōu)化中的作用，并在在單庫、多庫優(yōu)化調度決策中的成功試用。2、水庫調度決策的優(yōu)化應用方案比如水庫的調度決策來說，將以天堂山水利樞紐工程為例子，全面的分析水庫調度決策的優(yōu)化應用方案。天堂山水利樞紐工程位于龍門縣城西北約