水库兴利调度辅助决策软件的开发研究

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本论文着重研究了水库兴利调度辅助决策软件的开发方法,并以陕西关中石头河水库为例,采用动态规划和模糊算法分别对石头河水库进行了兴利调节计算并对结果进行了分析比较。 论文首先论述了当前水资源的利用状况,回顾了水库兴利调节计算的国内外研究进展,分析其中存在的主要问题,探讨了今后的发展方向。其次论述了软件的开发方法、开发原则等总体设计情况,并给出了软件的总体设计流程图。 接着,论文详细论述了水库兴利调节计算所采用的两种方法。动态规划法是最优化技术中适用范围最广的基本数学方法,它是把一个包含多变量的复杂问题分解成一系列各自只包含一个变量的简单问题,适合于水库兴利调度的多阶段决策。但其缺点是计算工作量大,水库数目增加时,会产生“维数灾”问题,需要借助一定的方法来降维。而模糊算法能够有效克服“维数灾”,但存在参数的不稳定性等问题。在动态规划方法中把水库的整个调度期,按句划分为T个时段,以水库的蓄水量S或蓄水位Z和入库水量Q作为状态变量,以水库放水量q或电站出力N或发电量E作为决策变量,构成一个多阶段决策过程,当计划调度期内各时段的入库径流量已知或可以预报,即入库径流过程可以采用确定性径流过程时,分别按缺水量D最小作为目标函数建立多阶段确定性动态规划数学模型。在模糊算法中分别计算各个时段相对于主汛期防洪库容的该时段的库容隶属度,然后确定该时段的库容。同时非汛期的各个时段库容要满足小于等于非汛期允许兴利上限水位的约束条件。然后按动态规划法进行兴利调节计算。 最后论文给出了软件运行演示以及采用上述两种方法进行计算的结果和相关图表。 水库兴利调度辅助决策软件的开发为水库管理工作提供了有益的帮助,解决了手工计算时水文数据庞大、数学计算复杂的难题;并且可为调度决策提供多种数学模型对比,对于水资源可持续利用战略的实施具有重要的意义。
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