基于改進(jìn)遺傳算法的故縣水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度可以實(shí)現(xiàn)水資源的綜合有效利用，有助于解決目前日益緊張復(fù)雜的水資源問(wèn)題，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著氣候條件、水庫(kù)功能和社會(huì)需求等不斷變化，水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度研究也變得十分必要和迫切。根據(jù)水庫(kù)實(shí)際運(yùn)行情況，建立優(yōu)化調(diào)度模型，并通過(guò)高效的方法進(jìn)行求解。將科學(xué)研究與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果，制定合理有效的優(yōu)化調(diào)度方案，提高水庫(kù)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，為管理決策者提供一定參考。
　　本研究在“故縣水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度決

2、策支持軟件”項(xiàng)目支持下展開，以故縣水庫(kù)為研究對(duì)象，結(jié)合水庫(kù)歷年的調(diào)度情況，分析水庫(kù)調(diào)度中存在的問(wèn)題；以發(fā)電量最大作為目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合水庫(kù)實(shí)際情況，以水量平衡方程、水位、發(fā)電水頭、出力、用水量等為約束條件，建立了故縣水庫(kù)的優(yōu)化調(diào)度模型；基于改進(jìn)的遺傳算法對(duì)優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行求解，制定了優(yōu)化調(diào)度方案，指導(dǎo)故縣水庫(kù)優(yōu)化運(yùn)行。
　?。?）分析水庫(kù)調(diào)度中存在的問(wèn)題。根據(jù)水庫(kù)歷年調(diào)度運(yùn)行結(jié)果、水庫(kù)現(xiàn)狀和相關(guān)規(guī)劃等，分析故縣水庫(kù)調(diào)度存在的問(wèn)題：一是

3、水庫(kù)長(zhǎng)時(shí)間在低水頭下發(fā)電運(yùn)行，耗水率較高；二是在汛期來(lái)水量較大的情況下，由于汛限水位限制，導(dǎo)致棄水較多，且汛期過(guò)后發(fā)電水頭不足；三是水庫(kù)新增對(duì)洛陽(yáng)市等地區(qū)的供水規(guī)劃，目前的調(diào)度方案不能滿足運(yùn)行需求。
　　（2）水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度模型的構(gòu)建及其求解?；诠士h水庫(kù)基本調(diào)度規(guī)則，以發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)，以水量平衡方程、水位、發(fā)電水頭、出力、用水量等為約束條件，建立故縣水庫(kù)調(diào)度模型。對(duì)遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，采用變動(dòng)水位編碼，通過(guò)水量平衡篩選水位過(guò)程

4、，將人工調(diào)度經(jīng)驗(yàn)作為啟發(fā)式信息優(yōu)化算法的初始種群，通過(guò)自適應(yīng)的交叉和變異操作，以進(jìn)化程度作為算法終止的判斷條件，進(jìn)行算法流程的設(shè)計(jì)，對(duì)故縣水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行求解。
　　（3）故縣水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果分析。設(shè)置常規(guī)優(yōu)化調(diào)度、考慮壩址降雨蒸發(fā)優(yōu)化調(diào)度、考慮供水規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度三種模式，進(jìn)行豐、平、枯等典型年的優(yōu)化調(diào)度分析計(jì)算。將常規(guī)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果與動(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證算法的合理有效性，分析結(jié)果表明：二者的優(yōu)化水位過(guò)程及變化趨勢(shì)基

5、本保持一致，且改進(jìn)遺傳算法求解精度更高，能夠獲得更多的發(fā)電量，可以用來(lái)求解水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。
　?。?）制定了水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方案。通過(guò)對(duì)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果的分析可知，壩址降雨蒸發(fā)對(duì)發(fā)電量和水位影響較小，而水庫(kù)供水規(guī)劃則大幅降低了發(fā)電量和水庫(kù)平均運(yùn)行水位，但通過(guò)供水增加了經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合水庫(kù)供水規(guī)劃，豐、平、枯等典型年的引水流量分別為5 m3/s、3 m3/s、2 m3/s，汛期平均發(fā)電水頭分別為75.3m、75.2m、72.1m，非汛期平均