農(nóng)村水電是清潔的可再生能源,是農(nóng)村重要基礎(chǔ)設(shè)施。農(nóng)村水電的行業(yè)歸屬是水利部門,農(nóng)村水電具有公益性,是農(nóng)村水利建設(shè)的有機(jī)組成部分。2011年的中央“一號(hào)文件”《 關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》指出“水利是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)不可或缺的首要條件,是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)支撐,是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)”, 農(nóng)村水電的基礎(chǔ)性和公益性決定農(nóng)村水電應(yīng)該為農(nóng)村的生態(tài)和社會(huì)公益服務(wù)。同時(shí)中央“一號(hào)文件”第四條第4點(diǎn)把合理開發(fā)水能資源,作為全面加快水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重要目標(biāo)之一。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),到2010年,全國(guó)水電裝機(jī)容量達(dá)到1.9億千瓦,其中農(nóng)村水電已經(jīng)達(dá)到5000萬(wàn)千瓦。但是農(nóng)村水電站的運(yùn)行狀況不容樂觀,主要表現(xiàn)在:大量早期建成的水電站設(shè)備已經(jīng)達(dá)到或超過折舊年限,管理和運(yùn)行現(xiàn)代化技術(shù)水平總體不高,安全生產(chǎn)隱患突出,早期建成的部分水電項(xiàng)目存在著生態(tài)等諸多問題不斷暴露。依據(jù)中國(guó)水利發(fā)展“十二五”規(guī)劃,我國(guó)將在“十二五”期間在全國(guó)開展農(nóng)村老水電站的更新改造,形成基于計(jì)算機(jī)監(jiān)控的現(xiàn)代農(nóng)村水電站運(yùn)行模式。
基于計(jì)算機(jī)監(jiān)控的現(xiàn)代農(nóng)村水電站是動(dòng)態(tài)不確定模型建立的基礎(chǔ),此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)村工程學(xué)報(bào)》2010年第5期,題為“農(nóng)村水電站電能生產(chǎn)動(dòng)態(tài)不確定性優(yōu)化調(diào)度模型”,第一作者為浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院張仁貢副教授、通信作者為浙江工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院王萬(wàn)良教授。該研究為國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目。
農(nóng)村水電站由于存在模糊動(dòng)力特性、瞬時(shí)給定負(fù)荷和不確定檢修計(jì)劃等動(dòng)態(tài)不確定因素,故不能采用確定環(huán)境下的全局優(yōu)化調(diào)度模型,針對(duì)該問題構(gòu)架了基于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)不確定優(yōu)化調(diào)度模型,該模型由環(huán)境預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、滾動(dòng)時(shí)窗、時(shí)窗優(yōu)化模件、時(shí)窗驅(qū)動(dòng)器、反饋校正器等組成。結(jié)合農(nóng)村水電站電能生產(chǎn)的具體過程對(duì)該模型進(jìn)行軟件編制,構(gòu)建了基于I/O調(diào)度觸發(fā)器的環(huán)境預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù),設(shè)計(jì)了混合確定與不確定約束的滾動(dòng)時(shí)窗,研制了按周期滾動(dòng)優(yōu)化的時(shí)窗優(yōu)化模件,開發(fā)了由定時(shí)器和事件驅(qū)動(dòng)器組成的時(shí)窗驅(qū)動(dòng)器,形成了具有不確定因素補(bǔ)償功能的反饋校正器。優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行與實(shí)際僅憑經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行的對(duì)比結(jié)果表明,該模型可以有效地解決農(nóng)村水電站電能生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)不確定問題,明顯地提高了水電站的發(fā)電效益。
國(guó)內(nèi)外雖然對(duì)大中型水電站有類似的研究,但是這些研究對(duì)農(nóng)村水電站有明顯的不適應(yīng)性。針對(duì)農(nóng)村水電站的該項(xiàng)研究填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,同時(shí)也很好地與行業(yè)接軌。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中除了模糊動(dòng)力特性、瞬時(shí)給定負(fù)荷和不確定檢修計(jì)劃等動(dòng)態(tài)不確定因素外還有很多其他因素存在,因此該項(xiàng)研究需要繼續(xù)進(jìn)行。