可见，三峡水库目前汛限水位调度在汛前及汛后均有一定的优化余地，可以在不降低目前防洪标准的前提下适当优化汛前落水和汛末蓄水的时间。综合上述分析，最终拟定的三峡水库汛限水位优化调度候选方案如下 :优化方案1:汛前6月份推迟10天落水，汛后9月份提前30天蓄水。......
2023-06-22
汛限水位调度目标优化
【摘要】：汛限水位优化调度的目的，就是在平衡各运用目标要求的前提下，充分利用弃水，进一步发挥水库综合效益。在求解上述三峡水库汛限水位调度优化问题时，可根据约束法将多目标优化问题转变为单目标优化问题。在防洪目标和下游航运目标转化为约束条件后，三峡水库汛限水位优化调度目标转换为:在不降低目前防洪标准和改善下游航运条件的前提下，获取最大的发电及上游航运综合效益。
三峡水库主要运用目标为防洪、发电、航运，上述目标既相互联系也相互制约，存在利益转化，属于典型的多目标决策问题(李义天等，2002;彭杨等，2002，2003，2004)。汛限水位优化调度的目的，就是在平衡各运用目标要求的前提下，充分利用弃水，进一步发挥水库综合效益。水库的不同优化目标描述如下:
1.防洪优化目标
式中:R 为防洪风险;f1(x)为水库遭遇洪水的风险的计算式，x 为水库汛限水位调度方式。
2.发电优化目标
式中:R 为防洪风险;f1(x)为水库遭遇洪水的风险的计算式，x 为水库汛限水位调度方式。
2.发电优化目标
式中:E 为发电效益;f2(x)为水库多年平均发电效益计算式，x 为水库汛限水位调度方式。
3.航运优化目标
式中:E 为发电效益;f2(x)为水库多年平均发电效益计算式，x 为水库汛限水位调度方式。
3.航运优化目标
式中:W 为航运效益;f3(x)为水库多年平均航运效益计算式，x 为水库汛限水位调度方式。
可知，1990年后上游干支流主要测站汛后9～11月径流量都大幅度减少，宜昌和寸滩站1991～2002年径流量较1990年前平均水平减少分别达192.2亿m 根据三峡水库航运要求，汛限水位优化调度需尽可能同时保证上游及下游航运。其中，上游航运主要是变动回水区的航运问题。因此，航运优化目标可分为上游航运目标和下游航运目标。式中:Wu为水库上游航运效益;Wd为水库下游航运效益。
上述优化目标的约束条件均为:
式中:Wu为水库上游航运效益;Wd为水库下游航运效益。
上述优化目标的约束条件均为:
式中:X 为变量x 的可行域。
在求解上述三峡水库汛限水位调度优化问题时，可根据约束法将多目标优化问题转变为单目标优化问题。考虑到防洪是三峡水库的主要功能，在汛期调度过程中，发电和航运要服从防洪要求。因此，首先将防洪目标转变为约束条件，即，优化调度方案应当不降低目前的防洪标准。数学表达形式如下:
式中:X 为变量x 的可行域。
在求解上述三峡水库汛限水位调度优化问题时，可根据约束法将多目标优化问题转变为单目标优化问题。考虑到防洪是三峡水库的主要功能，在汛期调度过程中，发电和航运要服从防洪要求。因此，首先将防洪目标转变为约束条件，即，优化调度方案应当不降低目前的防洪标准。数学表达形式如下:
式中:Cflood为优化调度方案的防洪标准;ε1为目前调度方式的防洪标准。
考虑到下游航运条件变化主要受制于水库下泄的流量过程，只要优化调度的下泄流量过程较目前调度方式有所改善，则表明汛限水位优化调度时下游航运效益明显。因此，可将下游航运效益优化目标转化为约束条件:
式中:Cflood为优化调度方案的防洪标准;ε1为目前调度方式的防洪标准。
考虑到下游航运条件变化主要受制于水库下泄的流量过程，只要优化调度的下泄流量过程较目前调度方式有所改善，则表明汛限水位优化调度时下游航运效益明显。因此，可将下游航运效益优化目标转化为约束条件:
式中:Qd为优化调度方案时的下泄流量;ε2为目前调度方式时的下泄流量。
在防洪目标和下游航运目标转化为约束条件后，三峡水库汛限水位优化调度目标转换为:在不降低目前防洪标准和改善下游航运条件的前提下，获取最大的发电及上游航运综合效益。考虑到水库发电效益和上游变动回水区的航运效益具有相同的单位，可将发电目标和上游航运目标转化为一个目标函数，作为三峡水库汛限水位优化调度的新的目标函数，即:
式中:Qd为优化调度方案时的下泄流量;ε2为目前调度方式时的下泄流量。
在防洪目标和下游航运目标转化为约束条件后，三峡水库汛限水位优化调度目标转换为:在不降低目前防洪标准和改善下游航运条件的前提下，获取最大的发电及上游航运综合效益。考虑到水库发电效益和上游变动回水区的航运效益具有相同的单位，可将发电目标和上游航运目标转化为一个目标函数，作为三峡水库汛限水位优化调度的新的目标函数，即:
式中:ΔE 为优化方案较正常调度方案的发电效益增加值;ΔWu为优化方案较正常调度方案的航运补偿费用增加值。
式中:ΔE 为优化方案较正常调度方案的发电效益增加值;ΔWu为优化方案较正常调度方案的航运补偿费用增加值。
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2023-06-25
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