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理工毕业论文

水库多目标优化调度理论及其应用研究(1)

摘要:摘要:本文提出了综合利用水库的多目标优化调度的理论 ,并将该理论应用在综合利用水库优化调度过程中,在此应用中用马尔可夫单链弹性相关理 论处理径流,并在引入“有效雨量”的基础上,将供水量作为决策条件,以满足用水保证率 条件下供水量最大为目标函数
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摘要:本文提出了综合利用水库的多目标优化调度的理论 ,并将该理论应用在综合利用水库优化调度过程中,在此应用中用马尔可夫单链弹性相关理 论处理径流,并在引入“有效雨量”的基础上,将供水量作为决策条件,以满足用水保证率 条件下供水量最大为目标函数,建立了相应的数学模型和编制了相应的计算程序,绘出了综 合利用水库三维优化调度图,利用三维优化调度图进行综合调节计算,计算结果理想、效益 显著,且大大增加了调度过程的灵活性。经沐浴水库等多个综合利用水库的实践证明,本方 法是可靠有效的。
关键词:优化调度 弹性相关 径流 动态规划   综合利用水库的优化调度受多因素影响,如径流,水库特性、用水特性以及电站的机电特性等,其中径流的影响较大。本文采用马尔可夫单链弹性相关理论处理径流,以供水流量为决策变量,在考虑有效雨量的基础上建立了动态规划数学模型,编制了结构简明,功能完善,便于操作使用的大型优化调度计算程序,自动绘制出三维优化调度图,利用优化调度图进行综合利用水库调节计算,在几乎不增加投资的条件下,产生了巨大的经济效益。经实践证明,本方法准确可靠,适合于大、中、小型水库,也适合于平原水库、地下水库;更适合于我国北方水资源紧缺地区使用。 1 采用离散的马尔可夫随机过程描述径流 1.1 用马尔可夫过程描述径流   为了计算和应用的方便,将时间序列离散化(即分为若干时段:月),相邻时段存在着依赖关系,以水库来水的3个相邻时段t1、t2、t3间径流关系进行分析。用x1、x2、x3表示3个时段的径流,三者之间的相关情况可分为2种情况:(1)直接相关。即不管x2取值怎样(或不计x2取值的影响)的条件下,x1与x3相关,称为偏相关,其相关程度用相关系数表征,可用数量表示为γ13。(2)间接相关。即因存在着x1和x2、x2和x3之间的相邻时段相关关系,故x1的大小影响着x2的大小,从而又影响着x3的大小。这种相关是由中间量x2传递的,不是直接的,因此叫间接相关。1.2 计算相应条件概率  当一年分成k个时段(月),每个时段的径流以平均值来表示,记作qk(k=1,2,3,……,k)。   应用相关理论分析,可以确定相邻时段径流qk,qk-1(如图1所示)的条件概率分布函qk,qk-1的条件概率分布函数示意 数f(qk/qk-1)。其条件概率分布是一个二维分布,用概率理论及水文统计原理来推 求径流的条件概率计算式。 图1 相邻时段径流
研究相邻时段的径流相关联系时,应用相关系数r及回归方程式求得(1)
隔时段相关系数则为:(2)
  式中:q1i,q2i,q3i为第i年相邻时段的实测径流值;为平均值;n为径流实测系列年数。本时段径流的相关关系,应用相关中的直线相关,以自回归线性公式来表示:(3)
  式中:σk,σk-1分别为时段tk,tk-1的径流均方差;r1为相邻时段径流之间的相关系数。   相邻时段径流之间应用自回归线性相关时,其间隔时段的径流对回归线的偏离值即误差的分布,经刚性和弹性相关比较后,采用了弹性相关处理方法即偏态分布,按皮尔逊ⅲ型曲线分布。相应于条件概率的流量qpk可由下式求得: