三峡入库径流特征及调度问题研究

论文摘要

随着国民经济的发展，许多地区和单位相应开展了水电站水库补偿调节的研究。三峡水利枢纽调度工作，调度运行情况十分复杂，对外涉及面广，统一接受上级调度部门的调度指令，负责协调防洪、航运、发电、水文气象等方面工作，并根据枢纽实际情况，积极做好枢纽优化运行方案，在确保防洪及航运安全的同时，最大限度发挥枢纽的发电等综合效益。三峡水利枢纽调度已经成为重要的研究对象，使风险评估变得尤为重要，风险评估为水利枢纽调度决策提供参考依据。本文分别从水文条件与优化调度两个方面进行风险的评估。采用三峡坝址宜昌水文站的径流资料进行水文风险分析；以三峡水库发电调度为基础，同时兼顾防洪、供水、灌溉等综合效益，首先分析了三峡水库常规调度方案制定，在此基础上进行优化，分别采用传统优化算法和进化优化算法，并进行了比较，揭示水库优化调度在实际调度中的缺陷；同时采用均值一阶矩的定量分析方法对两种算法风险进行比较。由于入库径流的不确定性，导致决策结果的不确定性，本文基于Copula函数对于历史径流资料进行分析，揭示它们之间水文联系，在贝叶斯网络的基础上，分析三峡水库的不利调度概率；本文采用并行的动态规划算法和改进的遗传算法对三峡水库进行优化调度，分别从可靠性与经济性角度分析两种算法的优缺点，为水库调度决策提供了依据。从定性和定量风险角度分析了三峡调度风险，采用故障树方法定性分析调度风险；均值一次二阶矩法计算的两种算法的风险结果，可进一步说明动态规划算法具有较高的可靠性，而进化算法风险较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的
• 1.3 研究内容
• 1.4 水库优化调度发展
• 1.5 水利工程风险研究的发展
• 1.6 技术路线
• 第二章 三峡水库基本概况
• 2.1 水文基本情势变化分析
• 2.1.1 研究流域位置
• 2.1.2 径流
• 2.1.3 洪水
• 2.1.4 下游沿程河道冲淤变化
• 2.2 汛期水文特性分析
• 2.2.1 暴雨分布特征
• 2.2.2 宜昌站洪峰的分布特征
• 2.2.3 汛末洪水特性分析
• 2.3 三峡枯水设计径流分析
• 2.3.1 枯季径流特征
• 2.3.2 枯季设计径流分析
• 2.4 三峡建库后水文情势分析
• 第三章 三峡工程枯水期风险分析
• 3.1 三峡枯水期水文条件
• 3.1.1 三峡枯水设计径流分析
• 3.1.2 枯季径流特征
• 3.1.3 枯季设计径流分析
• 3.2 下游取水要求
• 3.2.1 供水要求
• 3.2.2 下游两湖的用水需求
• 3.2.3 河道控制流量的需求
• 3.3 基于 Copula 函数的枯水期丰枯遭遇分析
• 3.3.1 Copula 函数介绍
• 3.3.2 建立 Copula 联合分布模型
• 3.3.3 枯水期丰枯遭遇组合分析
• 3.4 基于贝叶斯网络的枯水期供水风险分析
• 3.4.1 贝叶斯网络简介
• 3.4.2 贝叶斯先验分析
• 3.4.3 贝叶斯后验分析
• 3.5 结果分析
• 3.6 小结
• 第四章 水库调度优化方法研究
• 4.1 常规调度
• 4.1.1 常规调度方案
• 4.1.2 三峡水库常规调度方案
• 4.1.3 三峡水库调度运行的初期实践
• 4.2 建立优化调度模型
• 4.3 动态规划
• 4.3.1 动态规划简介
• 4.3.2 三峡水库确定型动态规划模型的建立
• 4.3.3 OpenMP 并行计算设计
• 4.3.4 动态规划模型求解结果分析
• 4.4 水库优化调度模拟进化算法
• 4.4.1 遗传算法
• 4.4.2 算法的设计
• 4.4.3 改进算法的应用分析
• 4.4.4 改进算法求解结果分析
• 4.5 优化算法结果比较分析
• 4.6 小结
• 第五章 三峡优化调度风险分析
• 5.1 风险的定义
• 5.1.1 风险的基本属性
• 5.1.2 风险的分类
• 5.2 水库优化调度中风险分析
• 5.2.1 水库优化调度中风险的定义
• 5.2.2 风险的识别
• 5.3 优化调度风险分析
• 5.3.1 优化调度风险的定性分析
• 5.3.2 优化调度风险的定量分析
• 5.4 优化调度风险结果分析
• 5.4.1 定性风险结果分析
• 5.4.2 定量风险计算结果分析
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文
• 参加科研情况
• 致谢