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水電站水庫群優化調度方法研究

文檔作者：鄭柯文檔來源：中國長江電力股份有限公司		更新日期： 2026年07月02日	點擊數：
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水利資源與建設區域治理
水電站水庫群優化調度方法研究
鄭柯
中國長江電力股份有限公司，湖北宜昌443000
摘要：本文將從調度的可利用信息、調度模型構建及求解技術、實時調度系統開發設計與應用管理等，綜述我國水庫群調度理論
方法研究應用現狀，展望水庫調度理論研究與工程實踐所需要解決的問題及其發展趨勢。
關鍵詞：水電站；水庫群；優化調度
水庫群是一個復雜巨系統，其調度過
程屬于分層分區控制的多信息、多目標、
多階段、效益風險博弈的多人協商決策過
程。所以，我們要不斷的優化調度。
一、水庫群優化調度模型構建及求
解技術
1優化調度模型
目前，國內外優化后的調度模型按隱
式隨機優化，參數模擬和顯式隨機優化模
型進行分類。
1．1隱式隨機優化模型
在二十世紀六十年代，首先提出使
用隱式隨機優化(1mp|icil stochastic
O叫mizatIon，ISO)來開采油藏調節規則。
并使用回歸分析建立油藏容量與排放之間
的關系。ISO的優勢在于可以將各種信息
(存儲容量，先前流入信息，預測流入量，
降雨量)用作調度規則的條件。lSO模型
包括優化模型的兩部分和調度規則的提
取。線性規劃，網絡流量優化，動態規劃
和形式改進等優化模型已經成熟并得到了
廣泛的應用。并在儲層的最優運行中得到
了應用。更好的結果。調度規則的提取是
IS0模型的關鍵。一個簡單的多元回歸模
型被用來挖掘調度規則。比較8種調度函
數，發現雙曲調度函數具有最好的仿真調
度效果。
1．2參數模擬優化模型
PSO首先由Koutsoyiannis提出。由
于模型均以參數的形式設置了調度映射和
調度規則，因此該模型結構對系統分層，
劃分和分割決策具有較強的適應性。這是
中國研究最多的。模型。對于復雜的水庫
群聯合調度，與iS0模型相比，PSO不
需要復雜的數據挖掘過程，具有一定的優
勢，如供水水庫群聯合調度研究和梯級水
電站調度圖的研究。改變原始聚合油藏圖
表的形式，研究復雜油藏群的普通供水任
務分配。
1．3顯式隨機優化模型
顯式隨機優化模型(ESO)描述了基
于非確定性水文時間序列和概率分布的
隨機流入或其他狀態變量。ES0的優勢
在于能夠更強烈地考慮輸入信息的不確定
性。具體的例子可以結合預測信息的可用
程度來建立徑流描述模型。引入降雨徑
流模型來描述研究盆地的徑流量。采用
SDP和BSDP相結合的混合隨機動態規
劃模型，指導水庫發電調度。可以考慮徑
流本身的隨機性，徑流預報的不確定性以
及后期徑流概率信息。用于短期和中期徑
流預測的貝葉斯隨機動態規劃模型(TS—
BSDP)可以同時考慮確定性流入和不確
定預測流入，使得水電站可以獲得更高的
發電效益。主要問題是如果流入量或預測
流入量的分類增加，模型的計算量增加．
容易發生“維災”問題，因此它在復雜水
庫系統調度中的應用較少。ESO的調度
結果往往不如ISO和PSO。可以看出，
如何結合多源信息解決ESO“三維災難”
問題將是其未來的研究方向。
2優化求解技術
隨著水庫群調度規模的擴大，解決調
度問題的復雜性增加。大規模系統的解決
方案對計算效率和優化能力提出了更高的
要求。傳統的優化方法難以滿足要求。一
些智能算法如遺傳算法和蟻群算法及其改
進形式被廣泛應用于水庫的優化運行。
目前，多目標合作機制的研究多局限
于單一銀行調度。有必要加強對銀行間防
洪容量補償和生態補償原則的研究。多目
標競爭機制的研究是將多目標轉化為單目
標解決方案，這是一種比較常見的方法。
二是利用啟發式算法獲得Parelo解集合，
以反映不同權重下的最優方案的非劣解
集。由于多目標遺傳算法的多目標分析優
勢，有許多研究者和應用。以發電水庫為
主要任務，采用非支配排序多目標優化算
法(NSGA—11)分析了級聯電站發電率與
發電率的關系。
二、水電站水庫群優化調度研究的
未來發展趨勢
隨著水電站水庫優化調度理論研究的
不斷深入，特別是新理論，新學科和新技
術的不斷發展：水電優化調度研究逐漸從
理論研究轉向實際應用，從傳統方法到新
方法。從技術的使用和單一方法向多技術
整合的轉變出現了許多新的研究趨勢。
①關注輸入模型研究。充分利用所有
可用的信息并使用所有先進的徑流預測理
論和方法。例如短期，中套三套模型的研
究和應用；利用實際降雨量和預報降雨量
信息預測洪水過程，研究預報誤差風險；
綜合利用原因分析，統計分析，模糊分析，
混沌理論研究徑流描述問題。針對模型描
述與實際系統的差異以及模型輸入誤差對
運行結果的影響，研究了利用累積誤差函
數自動修正和消除實時信息的優化調度模
型，以提高實用性的模型。
②考慮水電水庫“非結構化”特點，
引入系統識別思想，采用模擬與優化相結
合的方法。研究模型簡單，解決速度快，
易于參與決策者，能夠快速給出滿意的怨
決方案實際“模擬優化調度模型和求解方
法。
三、結語
水庫群聯合調度是一個涉及面廣、極
其復雜的管理和決策問題。隨著水文氣象
預報和計算機應用技術的不斷進步，必將
產生一些適用于水庫群聯合調度的新理論
和新技術，具有廣闊的發展應用前景。
參考文獻：
?中華人民共和國水利部，中華人
民共和國國家統計局．第一次全國水利普
查公報Ⅱ】中國水利，2016(7)：卜3．
[2]張勇傳，李福生，熊斯毅，等．水
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