工学水利工程毕业论文 水库多目标优化调度理论及其应用研究

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学水利工程论文题目：水库多目标优化调度理论及其应用研究指导老师：XXX二〇一一年十二月十日摘要：本文提出了综合利用水库的多目标优化调度的理论，并将该理论应用在综合利用水库优化调度过程中，在此应用中用马尔可夫单链弹性相关理论处理径流，并在引入“有效雨量”的基础上，将供水量作为决策条件，以满足用水保证率条件下供水量最大为目标函数，建立了相应的数学模型和编制了相应的计算程序，绘出了综合利用水库三维优化调度图，利用三维优化调度图进行综合调节计算，计算结果理想、效益显著，且大大增加了调度过程的灵活性。经沐浴水库等多个综合利用水库的

2、实践证明，本方法是可靠有效的。关键词：优化调度弹性相关径流动态规划　　综合利用水库的优化调度受多因素影响，如径流，水库特性、用水特性以及电站的机电特性等，其中径流的影响较大。本文采用马尔可夫单链弹性相关理论处理径流，以供水流量为决策变量，在考虑有效雨量的基础上建立了动态规划数学模型，编制了结构简明，功能完善，便于操作使用的大型优化调度计算程序，自动绘制出三维优化调度图，利用优化调度图进行综合利用水库调节计算，在几乎不增加投资的条件下，产生了巨大的经济效益。经实践证明，本方法准确可靠，适合于大、中、小型水库，也适合于平原水库、地下水库；更适合于我国北方水资源紧缺地区使用。1采用离散的马尔可夫

3、随机过程描述径流1.1用马尔可夫过程描述径流　　为了计算和应用的方便，将时间序列离散化(即分为若干时段：月)，相邻时段存在着依赖关系，以水库来水的3个相邻时段t1、t2、t3间径流关系进行分析。用X1、X2、X3表示3个时段的径流，三者之间的相关情况可分为2种情况：(1)直接相关。即不管X2取值怎样(或不计X2取值的影响)的条件下，X1与X3相关，称为偏相关，其相关程度用相关系数表征，可用数量表示为γ13。(2)间接相关。即因存在着X1和X2、X2和X3之间的相邻时段相关关系，故X1的大小影响着X2的大小，从而又影响着X3的大小。这种相关是由中间量X2传递的，不是直接的，因此叫间接相关。1

4、.2计算相应条件概率　　当一年分成K个时段(月)，每个时段的径流以平均值来表示，记作QK(K=1,2,3,……,K)。　　应用相关理论分析，可以确定相邻时段径流QK,QK-1(如图1所示)的条件概率分布函QK,QK-1的条件概率分布函数示意数F(QK/QK-1)。其条件概率分布是一个二维分布，用概率理论及水文统计原理来推求径流的条件概率计算式。图1相邻时段径流研究相邻时段的径流相关联系时，应用相关系数R及回归方程式求得(1)隔时段相关系数则为：(2)　　式中：Q1i,Q2i,Q3i为第i年相邻时段的实测径流值；为平均值；n为径流实测系列年数。本时段径流的相关关系，应用相关中的直线相关，以自

5、回归线性公式来表示：(3)　　式中：σK,σK-1分别为时段tk,tk-1的径流均方差；R1为相邻时段径流之间的相关系数。　　相邻时段径流之间应用自回归线性相关时，其间隔时段的径流对回归线的偏离值即误差的分布，经刚性和弹性相关比较后，采用了弹性相关处理方法即偏态分布，按皮尔逊Ⅲ型曲线分布。相应于条件概率的流量QPK可由下式求得：(4)　　式中：条件变差系数，其中Cvk为变差系数。一年划分为K个时段，每个时段的径流划分为M级(即M个状态)，则相邻时段的转移概率：Pkij(k=1,2,3,……,k;i,j=1,2,3,……,M)表示的含义是tk-1时段径流为状态i时，tk时段径流为状态j时的

6、概率而矩阵(5)则表示tk-1时段到tk时段状态的转移概率矩阵，显然，这个矩阵的每行各非负元素之和为1，即：