龙凤山水库优化调度的群体智能算法分析

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1、万方数据东北农业大学工学硕士学位论文referenceforthereservoirin20l4and20l5．Keywords：ReservoirOperation；Thechaostheory；WaveletNeuralNetwork；IntelligentAlgorithmCandidate：TaoMengSpeciality：AgriculturalSoil&WaterEngineeringIVSupervisor：ProfessorXuShuqin万方数据绪论1绪论1．1研究背景及依据在山沟或河流的狭口处，修建拦水坝，使山溪或河流的水流被堵住，把来水流拦蓄起来，拦蓄的水流可以起到防治

2、洪水、蓄水灌溉、生活供水、水力发电、航运、养鱼、水产养殖、旅游服务和卫生等作用，我们称这样的工程为水库。水库通过本身的蓄泄能力对水资源进行调控这种措旌本身属于工程措施，然而对水库进行调度的探究属于非工程措施范畴，经过实践检验，水库调度在水利工程管理方面发乎了显著的作用。修建水库是为了更好的协调防洪、兴利的矛盾，我们对水库进行优化调度，使来水量在时间和空间上被分配。在防洪区上游河道某一适当位置修建水库，利用水库库容本身的特点拦蓄洪水，使洪峰流量尽可能少的进入下游河道，降低洪水灾害的目的就是指水库的防洪作用。为了尽可能的满足用水部门的要求，使天然来水量在时间上和空间上重新分布，进行径流调节，在洪水

3、期使来水蓄储在水库中以能够保证补充枯水期，这样的目的就是水库的兴利作用【¨。水库的调度工作在我国经历了从无到有的逐步发展的历程。自建国以来我国修建了大量的大、中、小型水库，据2011年统计，我国的水库总库容为7201亿m3，已经建成的水库数量达到了88605座。其中：大型水库数量达到了567座，库容占全部总库容的77．8％；中型水库数量达到了3346座，库容占占全部总库容的13．2％。92％的大中型水库的大坝符合安全标准，比2010年提高0．4％E1】。为了获取河流的能量以维持工业生产以及人类的生活、减少洪涝灾害、保障上下游居民安全，人们开始修建水库，从而开发河流的巨大能量为人们的生产生活多利

4、用。这些水库对防御洪涝灾害、改善干旱与半干旱地区的生态环境、提供廉价劳动力、保障社会稳定、促进经济发展和提高人民生活水平等做出了巨大贡献。随着我国社会的不断进步和经济的迅猛发展，我国修建了越来越多水电站，梯级水电站书库群被逐渐形成，越来越突出水库调度的重要性，因此，水库的经济效益如何最大限度地发挥利用，已成为了人们研究的主要方向之一。1．2单一水库调度研究意义及最优准则单一水库调度就是用一定的模型和数学方法，探求某一水库的最优运行方式。首先，水库群就是由若干个单一水库组成的，所以梯级水库群调度的基础就是对单一水库进行调度；其次，对单一水库进行调度更容易进行深入的分析和数学模型处理，因此从单一水

5、库调度中详细讨论各种因素问题进而对梯级水电站优化调度提供宝贵的数据和资料。例如如何对入库径流描述的、如何建立数学模型的以及数学模型的优化方法等等。这样也利于探索和解决水库群调度问题的理论、方法和研究途径，突出水库群调度的相互关系，更好的划分梯级水库群问题【3J。在水库调度中一般把经济效益定义为最优准则，用最优准则来衡量水库调度的好坏。通常情况下采用的调度准则如下【4】：(1)以经济费用最小或者国民经济效益最大为准则。目标函数表达式为：万方数据东北农业大学工学硕士学位论文7'7．max∑Cj(或min∑()(1-1)j=l式中，总时段用7表示，第J时段的经济效益用c，表示，第歹时段的费用用Fi表

6、示。(2)在满足水利部门综合利用条件下和电力系统的要求基础上，使电站的发电量最大为准则。目标表达式为：三max>。Ei(1-2)j=l式中，第，时段各水电站发电量用E．表示。(3)对于以火电为主导地位、水电为辅助的水电站的电力系统，使供水期的最小出力最大为准则。目标函数表达式为：—生max>’E。(1-3)i=l式中，第i时段的保证电能用E。表示，供水时段用n表示。上述几种准则中，一般性准则为准则(1)，在理论上比较完美，实际情况上很难统计和比较，以至于很少使用，准则(1)的简化形式是准则(2)和(3)。本文将以水库电站发电量最大为优化准则即准则(2)。本文基于水资源的可持续发展理论，以龙风山

7、水库为研究对象，在充分了解水库调度现状的前提下，为寻求水库获得最佳效益下的最大运行规律，衡量水库运行方式是否达到最优的标准，根据多年来水库天然来水和各部门用水情况，综合水库实际蓄水能力，建立以水库电站发电量最大为最优准则，利用多种智能优化算法的理论方法和技术，制定龙凤山水库调度控制方式，为龙凤山水库最大限度开发水资源提供参考依据。1．3水库优化调度概况及国内外研究动态水库调度，亦称水库控制运用，指