梯級水庫群多目標優(yōu)化調(diào)度及多屬性決策研究.pdf

1、為了滿足不同的經(jīng)濟、社會和生態(tài)需求,長江上游流域梯級水庫群聯(lián)合調(diào)度問題逐漸往高維、強耦合和多目標的方向發(fā)展,傳統(tǒng)的調(diào)度模型已無法滿足水庫群防洪、發(fā)電、供水、生態(tài)及航運綜合效益最優(yōu)等需求,同時受到流域水文過程、調(diào)度方式及電力系統(tǒng)等多方面因素的影響,存在一系列亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)難題。經(jīng)典的優(yōu)化理論在解決實際工程問題中往往出現(xiàn)模型適應(yīng)性差、解的維數(shù)災(zāi)和計算精度不高等問題,迫切需要提高變化環(huán)境下的水文預(yù)報預(yù)測精度,綜合考慮發(fā)電、防洪、生態(tài)等多個

2、目標合理安排梯級水庫群水量調(diào)配過程,最大化水量利用綜合效益。因此,本文緊密結(jié)合梯級水庫群的工程應(yīng)用實際,建立一種以信息科學(xué)和系統(tǒng)控制理論為基礎(chǔ)的優(yōu)化理論與方法,解決長江上游徑流非線性綜合預(yù)測校正、水庫群防洪、發(fā)電以及生態(tài)調(diào)度多目標聯(lián)合調(diào)度與決策等關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題。本文主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點包括:
　　(1)圍繞流域水庫群調(diào)度的實際工程需求,以流域徑流高精度徑流預(yù)報為目標,揭示了流域徑流過程的趨勢變化特征,提出了基于經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸獾目?/p>

3、曼濾波校正方法,結(jié)合不同水文預(yù)報模型的地域適應(yīng)性特點,建立了適應(yīng)于流域徑流高精度的多預(yù)報模型間相匹配的串并聯(lián)耦合校正模型,從而充分考慮了各類徑流預(yù)報模型的預(yù)測優(yōu)點,有效提高徑流預(yù)報精度。
　　(2)以帕累托優(yōu)化為理論基礎(chǔ),研究適合于網(wǎng)絡(luò)分布式計算的調(diào)度模型空間解構(gòu)方式,并探究了該方法參數(shù)對調(diào)度模型求解精度和效率影響的變化規(guī)律,研究了可增強算法對多目標優(yōu)化適用性的參數(shù)控制方法,采用混沌自適應(yīng)控制理論對差分進化的局部進化過程進行改進,

4、一定程度上避免了“早熟”現(xiàn)象的發(fā)生,以文化理念為框架,提出了基于文化理念框架的自適應(yīng)多目標優(yōu)化算法方法,充分運用外部檔案集的精英保留策略及Pareto前沿的分布性控制策略,在保證群體進化收斂性的同時也保持了Pareto前沿分布的均勻性,得到了各目標之間的Pareto曲線或者曲面關(guān)系。
　　(3)根據(jù)流域梯級水庫群聯(lián)合多目標優(yōu)化運行模式,從防洪安全、綜合興利效益、生境修復(fù)條件等多個決策空間給出了多目標優(yōu)化調(diào)度建模的量化依據(jù)。探究了不

5、同調(diào)度時期、不同運行工況下梯級水電站群各調(diào)度目標間的均衡方式,建立了能有效保障梯級水庫群防洪、發(fā)電、生態(tài)及水火電調(diào)度系統(tǒng)多目標優(yōu)化調(diào)度模型,運用控制理論和智能優(yōu)化理論相結(jié)合的方法,提出了能同時優(yōu)化多個目標的高效求解算法,并分析了折衷調(diào)度方案的水位、流量及出力過程。
　　(4)考慮水情、雨情、工情和梯級電站運行目標側(cè)重點,辨識影響梯級水庫群調(diào)度方案優(yōu)選的關(guān)鍵因子,通過推導(dǎo)熵權(quán)計算公式和聯(lián)系數(shù)貼近度函數(shù)若干典型計算公式,確定方案決策優(yōu)