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梯级水库群多目标联合优化调度新技术

发布时间: 2016-02-25 08:55:24     返回首页

       本成果属2015年度湖北省技术发明一等奖。

       我国已建水库达9.8万座,形成了众多梯级水库群。如何将独立设计的单个水库联合起来调度运行,实现效益的“1加1大于2”目标,是国家重大需求。库群联合优化调度具有多目标、随机性、高时空维度、强非线性以及强耦合性等特征,存在时间空间配合复杂、防洪兴利矛盾突出及调度决策主观等技术难题。本项目在国家科技攻关课题的支持下,结合重大工程实践,经10余年研发,形成了梯级水库群多目标联合优化调度“观测—预报—评价—控制—决策”成套新技术和系统解决方案,主要发明创造如下:

       1、发明了基于连续性的水库入库流量观测技术,攻克了大型水库入库流量反演中固有的流量锯齿状波动甚至出现负值的难题。

       2、发明了基于瞬时水面线法的水库动库容调洪技术,以及面向水库水位目标的入库流量预报方法,无缝集成了流域水文模拟和水库调洪演算,提高了水库水位和入库流量的预报精度10%以上。

       3、创建了同时考虑预见期和余留期的两阶段防洪风险率计算方法,解决了防洪风险识别难题;构建了面向稳健性的发电风险评价指标体系,实现了发电调度中短期效益与长期效益的兼顾。

       4、发明了库群防洪库容动态最优分配技术,在不降低防洪标准的前提下,实现了库群兴利效益最大化;发明了基于聚合分解的联合调度技术,解决了库群联合发电协同控制的技术难题。

       5、发明了基于近似最优解和调度域的柔性决策技术,为处理库群联合调度决策中的多目标、随机性难题提供了新途径。

       成果经鉴定“整体达到国际领先水平”。已获国家发明专利授权7项、软件著作权4项;主编了国家《水库调度设计规范》、行业《水利工程水利计算规范》以及企业《清江水布垭、隔河岩、高坝洲梯级水库调度规程》等3部技术标准;发表论文80余篇,其中SCI论文15篇;培养研究生30余人。

       项目产学研结合,成果已在三峡、清江梯级水库群应用转化:近3年三峡梯级水库群共计增发电量151.1亿度,增加发电收入39.29亿元;清江梯级水库群共计增发电量6.95亿度,增加发电收入2.64亿元。取得了显著的经济效益和防洪、生态等社会效益。