ZI=F(VI) (2)
式中: V1(z),V2(z) --时段初、末库容(水位);
Q1-2,q1-2--时段平均入、出流量; △t--计算时段(旬或月);
ZI=F(VI)-库容水位关系
约束: q1-2(减少供水,或保证供水,或保证出力,或装机出力,或加大出力)
Q1-2 ( 相应q1-2约束的旬或月来水过程流量)
V1(z),V2(z) (相应兴利各特征水位库容,如死水位、年消落水位、分期汛限水位、兴利蓄水位)
? 2.兴利防洪联合调度图绘制水量平衡原理 V2(z)= V1(z)+(Q1-2×△t)-(q1-2 ×△t) (1) ZI=F(VI) (2) qi=G(ZI) (3)
式中: V1(z),V2(z) --时段初、末库容(水位);
Q1-2,q1-2--时段平均入、出流量; △t--计算时段(3或6H); ZI=F(VI)-库容水位关系;
qi=G(ZI)-水位泄量关系;
约束: q1-2(减少供水,或保证供水,或保证出力,或装机出力,或加大出力;防洪泄流能力、下游安全泄量;)
Q1-2 ( 相应q1-2约束的旬或月来水过程流量)
V1(z),V2(z) (相应兴利各特征水位库容,如死水位、年消落水位、分期汛限水位、兴利蓄水位;防洪高水位、淹没水位)
采用洪水兴利连续调节计算方法,因枯水期输入平均径流量,洪水期输入完整洪水过程,并且在弃水部分计算时考虑水库泄流能力的大小,下游的防洪要求、水库本身的安全要求等因素的影响,所以水库的计算弃水过程与实际的调度操作过程相接近,调节计算的过程和结果合理、科学。
1.常规的兴利调节计算均化了泄流过程,并假定无论有多大的来水,在一定时段内都是可以泄出,没有泄流能力等约束,时段末水位都可保持在汛限水位。这种方法的假定,在一定条件下是不合理的,不符合实际。
2.洪水与兴利连续调节计算方法,在洪水调节计算中显现出它的实际入库洪水、水库泄流及水位变化过程。水库的水位变化过程中往往高于某一特定的水位,如水库的汛限水位68.1;水库的泄流变化过程中也往往高于某一特定的流量,如水库的下游安全泄流量1500m3/s或2500m3/s,这是合理且、符合实际的。
3. 洪水与兴利连续调节计算得到的库水位变化过程较为详细,计算水头高,在综合性水库的效益计算中,对于发电效益的计算比较常规的兴利调节更接近于实际。常规兴利调节计算方法却掩盖了这部分兴利效益。
4.洪水与兴利连续调节计算得到的调节末水位要高于常规兴利调节计算所得的调节末水位,假如这样的来水过程发生在水库的主汛期期末,且后期发生连续枯水段,则连调计算系列末蓄水位高,即弃水量减少,水资源利用量增加,或者说供水保证率的可靠度增加。
请绘制一张“年调节发电防洪水库常规调度(示意)图”,标明线、区及特征水位名称,说明
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其防洪兴利调度原则,调度方式及其规则。
(1)绘制年调节发电防洪水库常规调度示意图,图上标识出特征线、与分区名称如下: (2)说明防洪兴利调度原则,调度方式及其规则。1)防洪调度原则:主汛期水位不得超过汛限水位(79m);遭遇设计标准洪水,调洪最高水位不得超过校核洪水位(102米);2)防洪调度方式:不考虑洪水预报的常规调度方式,依据调度图防洪弃水线水位控制泄量;3)防洪调度规则:7-8月库水位不得超过汛限水位,8月以后不得超过兴利蓄水位,当调洪水过程超过防弃水线,除装机容量发电外,要逐次开泄洪洞、溢洪道,尽快将水位降至防弃水线;4)兴利调度原则:水位不得降至死水位,凡径流大于设计干旱年,必须按保证出力发电;5)兴利调度方式:不考虑预报的常规调度方式,承担系统峰荷工作位置;6)兴利调度规则:依据调度图分区水位安排发电出力,即调度图分区标识发电调度规则;(6分) 图(9分):4个特征水位2分;4区4分;3个特征线3分】
答案二:(重点记)基本公式:
V2(z)= V1(z)+[(Q1-2)-(q1-2 )]×△t 正算式 V1(z)= V2(z)-[(Q1-2)-(q1-2 )]×△t 逆算式 资料&步骤: 1)防破坏线
首先据入库径流量统计资料,选用年水量(或供水期水量)接近设计保证率相应的几个年内不同分配的入流过程线,并按相应设计保证率的年水量(或供水期水量)修正,即按一定比值将各典型年的径流过程进行缩小或放大,使等于设计保证率年份的相应值.然后从供水期末由死水位开始,按系统正常保证电量工作, 逆时序调节计算(以旬或月为时段_见下页计算原理)求蓄水期初蓄水量(或水位),要求蓄水期初水位亦等于死水位.在反推计算过程中,当蓄水位达到正常蓄水位时,水库按照天然入库流量放水.最后取库水位上包线,即为防破坏线(图3-16线2.).亦可全部入库径流系列连续逆时序调节,取各水位上限为防破坏线. 2)限制出力线绘制
取上述各典型年过程线的下包线,即限制出力线(图3-16线4)。也可不选典型年和控制缩放,而是将平水年以下的各实测年的逆算成果,取其库水位下包线,即为限制出力线。 3)防弃水线绘制
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根据入库流量的统计资料,选取年或丰水期设计频率(1-p0,其中p0为设计保证率)的典型年入库径流过程,电站按装机容量出流,从蓄水期末兴利蓄水位起始,逆算到供水期中达到正常蓄水位止,连接各时段库水位即为防弃水线,如图3-16中的线3. 注:特殊情况
若逆算中, 汛期内(指未到汛初)库水位已即降至死水位,则在绘制防弃水线的供水支时,应自供水期末(汛初)死水位开始逆算(?)至兴利蓄水位,如图3-16中的线3‘;若逆算中在汛期内与防破坏线相交,则自交点至汛初的防弃水线由防破坏线替代,即该段两线重合.以上适于调节性能较差水库;当水库调节性能较高时,可自蓄水期初(供水期末)死水位开始,顺序调节求得,这种调度线使电站利用水头高,如3-16中的线3”。 在有条件的水电站,可依上述方法对系列实测水文年进行计算,但这些年不应包括年水量大于保证率(1-p0)的年份水量,然后取各年库水位的内保线,即防弃水线。 4)防洪调度线绘制
即汛期分期汛限水位与兴利蓄水位连线。超过此线要防洪弃水
水电站水库调度图由若干基本调度线组成,各线含义如下:
(1)防洪调度线 在汛期,凡不是防洪需要,蓄水位不得超过此线以确保水库及下游的防洪安全,如图3-15的线1. (2)防破坏线 当库水位低于此线时,水库下泄量不得大于相应水电站设计保证率调节流量(或出力≤保证出力),确保枯水年以内年份的正常供水,见图3-15中的线2.
(3)防弃水线 当库水位在此线和防破坏线之间时,水库应逐步提高供水量,当库水位超过此线,电站按最大过水能力发发电以尽量减少弃水.见图3-15中的线3.
(4)限制出力线 当水位低于此线时,水库应及时减少供水量降低电站出力,使设计枯水年以外年份能均匀降低供水.见图3-15中的线4.
可见,当库水位在防破坏线和限制出力线之间时, 电站按保证出力方式运行;当水位超过防破坏线时, 则按加大出力方式运行;当水位低于限制出力线时,则按降低出力方式运行.
分区
1)电站的保证运行方式(保证出力区)系在遇到设计枯年水份水电站能按保证出力工作,即电站能向系统提供保证的容量和电量使系统正常工作状态不遭破坏.
2)加大出力运行方式(加大出力区)系在丰水期或遇到平、丰水年份水电站加大出力工作,争取向系统多提供容量和电量,减少弃水,节约火电站燃料消耗,并替代火电站部分检修容量工作.
3)降低出力运行方式(限制出力区)系在遇到设计枯水年以外特枯年份,水电站适当的降低出力工作,以减轻系统遭到破坏的程度。 4)其他运行方式 系为兼顾防洪,灌溉,养鱼,供水,卫生,环保,排沙,防凌等综合
利用部门要求,解决之间矛盾,拟定的发电供水方式,使得水库的综合效益最大。
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10.大系统与一般系统比较有哪些特点?多目标决策与单目标决策比较,有哪些特征?简述复杂大系统优化问题的互可原理。你如何理解“精度”与 “有意义”?
1、大系统是指大规模复杂系统。“能够在大范围内采集数据,处理数据,分析情况,从而
进行指挥管理和控制的系统,人们现在统称为大系统”。
特点:第一,规模庞大——凡大系统须用数目很大的参数来描述,因而其数学模型维数高,一般采用整体分析计算进行求解,将出现维数灾。
第二,结构复杂——系统结构的复杂性表现在各子系统、各变量等之间具有相互关联的复杂结构,使系统呈现出多目标、多输入、多输出、多干扰、多参数、多变量、非线性等许多特
性。
第三,功能综合——通常大系统的多个目标,车那场相互冲突。为了实现多样化的目标,大系统必须具有综合性功能,为了评价系统功能,也必须用多目标准则和技术进行优化和决策。
第四,不确定性——大系统的特征系数的不确定性表现为随机性、模糊性等,所以大系统一般都是随机系统、模糊系统或灰色系统等。同时系统的参数变量水时间推移而出现复杂的动态变化。
大系统最优化基本方法是分解协调,所谓分解是将大系统分成相对独立的若干子系统,形成低阶形式,以便应用现有的优化方法实现对各子
系统的局部优化;协调是指,根据大系统总目标,使各子系统相互协调起来,疑惑得系统的全局最优。
2、多目标决策与单目标决策相比,有以下特点:
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1) 2) 3) 4)
多目标间的度量单位,一般是不可公度的;
各目标间存在彼此竞争,甚至是相互矛盾的关系;
多目标优化问题不存在全局最优解,且解不是唯一的,而是一组非劣解集; 单目标只考虑目标最优,决策是唯一的,而多目标决策不唯一,既要考虑目标的满足程度,又要顾及决策者的偏好;
5) 多目标模型复杂,求解难度大,工作量也大。
因此,对大系统多目标优化问题,需要发展新理论,建立新模型,研究新算法才能解决。 3、复杂大系统优化问题的互克原理:“当系统的复杂性日趋增长时,我们作出系统特性的精确然而有意义的描述能力将相应降低,直至达到这样一个阈值,一旦超过它,精确性和有意义性将变成两个互相排斥的特性。”
当系统的复杂性日趋增长时,我们作出系统特性的精确然而有意义的描述能力将相应降低,直至达到这样一个阈值,一旦超过它,精确性和有意义性将变成两个互相排斥的特性。”研究多风险源的风险决策时,应致力于寻求既有一定精确性,又有意义的最佳均衡的结果,或称分析者与决策者都“满意”的方案。即回答复杂大系统优化问题为什么没有最优解。
理解:研究多风险源的风险决策时,应致力于寻求既有一定精确性,又有意义的最佳均衡的结果,或称分析者与决策者都“满意”的方案。
11.多目标优化建立了哪两个基本理论?其基本公式及符号涵义?多目标优化问题的求解技术有哪些?构建目标函数,选择权重及求解技术的原则是什么?
答:多目标优化问题的目的在于使决策者获得最满意的方案,或取得最大效用的结果。因而从满意和效用角度,多目标优化建立了向量优化理论与效用理论两个基本理论。简述如下: 1.向量优化理论
向量优化理论是将多目标用权重法或约束法转化为单目标,生产多目标问题的非劣解的基础。由于多目标之间一般不可公度,目标之间彼此竞争,甚至矛盾,因此不存在是各目标值同时达到最大的最优决策向量,只存在是个目标值分别达到最大所组成的可行解集,在可行解集中,没有最优解,只有不劣于可行解内任一个解的非劣解,且不唯一,并组成了非劣解集合。 2.效用理论
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