李勤民

摘 要：對山區(qū)河流多級水庫以最大化水庫群多年平均發(fā)電量為目標(biāo)，依據(jù)設(shè)定的防洪限制水位作為水庫調(diào)度的約束條件，采用POA算法對水庫群的日調(diào)度過程進(jìn)行模擬， 重現(xiàn)水庫運(yùn)行過程。

關(guān)鍵詞：山區(qū)河流；多級水庫；POA算法；聯(lián)合調(diào)度；系統(tǒng)模擬

中圖分類號：TV8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）08-0077-01

隨著我國內(nèi)河多條河流梯級開發(fā)工程的陸續(xù)完成，許多河流被多級水電樞紐攔腰截?cái)?，水庫的調(diào)度對河流的行洪、通航及工程建設(shè)都有顯著的影響。為更好地服務(wù)涉水工程，開展好山區(qū)河流多級水庫聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)的模擬研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。按照相應(yīng)的調(diào)度方式及規(guī)則，對水庫進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度模擬計(jì)算，以達(dá)到重現(xiàn)水庫運(yùn)行過程的目的。

1 基本原則

本聯(lián)合調(diào)度模擬以最大化水庫群多年平均發(fā)電量為目標(biāo)，依據(jù)防洪調(diào)度規(guī)則設(shè)定防洪限制水位作為水庫調(diào)度的約束條件，對水庫群的日尺度調(diào)度過程進(jìn)行模擬，并將模擬計(jì)算結(jié)果與水庫群實(shí)測調(diào)度過程進(jìn)行比較，以驗(yàn)證水庫群模擬調(diào)度的科學(xué)性及可靠性。

（1）掌握梯級水庫群的基本情況：梯級水庫群的地理位置；水庫群各水庫的庫容、發(fā)電裝機(jī)等基礎(chǔ)信息；上游水庫之間的水力聯(lián)系。

（2）收集整理水庫群的實(shí)測調(diào)度資料：水庫群實(shí)際運(yùn)行期間的徑流量、水庫控制水位、發(fā)電流量等信息。

（3）水庫群聯(lián)合調(diào)度模型建立：收集研究區(qū)域內(nèi)各水庫的發(fā)電調(diào)度原則；建立以水庫群發(fā)電總量最大、最小發(fā)電量最大和滿足下游河道生態(tài)流量約束的水庫調(diào)度模擬模型。

（4）以水量平衡為基礎(chǔ)，建立以水庫群的聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行模擬模型，采用POA算法對水庫群多年的調(diào)度過程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

2 水庫群調(diào)度模擬模型

2.1 目標(biāo)函數(shù)

通過對水庫群近年的實(shí)際調(diào)度資料進(jìn)行分析，可知水庫群雖然受電網(wǎng)負(fù)荷及調(diào)控的影響，但仍基本保持梯級水庫群發(fā)電量最大的路徑進(jìn)行控制。本項(xiàng)目研究采用優(yōu)化-模擬的方式給出梯級水庫群的多年調(diào)度過程，其建立的目標(biāo)函數(shù)包含三部分。

①第一部分為水庫群的發(fā)電量最大；②第二部分為水庫群時(shí)段最小出力最大；③第三部分為水庫下游生態(tài)流量需求約束。

2.2 約束條件

在水庫群的模擬調(diào)度中，水量平衡是其基礎(chǔ)。只有在水量平衡的條件下，水庫的徑流、泄流及水庫蓄泄量才能夠匹配。本研究中，水庫發(fā)電調(diào)度以日尺度為計(jì)算時(shí)段，將水庫群的水位約束在死水位和汛限水位之間，不考慮洪水期間的具體調(diào)度問題。

2.3 模型優(yōu)化求解

本研究采用POA算法，主要用于解決多階段決策問題。它將一個(gè)多階段問題轉(zhuǎn)化為一系列相對獨(dú)立的兩階段問題，按一定的順序逐次對多階段決策中的兩個(gè)階段的決策進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，將上次優(yōu)化結(jié)果作為下次優(yōu)化的初始條件，再進(jìn)行下一次的尋優(yōu)，如此逐時(shí)段進(jìn)行，從而得到最優(yōu)決策。

3 模擬結(jié)果分析

采用某水庫水文站50年模擬日均流量（圖1），對水庫群進(jìn)行模擬調(diào)度，根據(jù)均方根誤差法，選擇與該水庫某年實(shí)測逐日入庫流量資料最為相似的一年，比較其對應(yīng)的庫水位。

經(jīng)過對比可以看出，在相似來水量條件下，水庫的模擬水位與實(shí)測水位的變動(dòng)趨勢基本一致。這說明本項(xiàng)目模擬調(diào)度的結(jié)果是可靠的。endprint