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目前大型库群系统优化调度研究存在的一个主要问题是理论研究与实际应用相脱节。本论文结合国家“九五”科技攻关项目,以黄河干流非汛期水量调度为重点,从实施出发,对水量调度的方法、思路、模型以及非汛期水量调度中的防凌、水量传播、风险等问题进行了比较系统深入的研究,目的在于研究提出随径流预报和用水计划不断滚动修正并可应用实际的黄河干流水电站水库群非汛期调度方法及其风险评价技术,为黄河干流水资源统一管理提供技术支撑。其主要研究成果如下: (1)水量调度基础问题研究。通过资料统计分析,研究了凌期槽蓄量对河段水量平衡的影响,建立了宁蒙河段槽蓄量预测模型;利用水量平衡法分析了黄河主要河段水量损失。 (2)水量传播问题研究。利用水文模拟法,根据马斯京根演算方程,从理论上推导出了在△t>K条件下的水量演算公式,给出了公式的意义和使用条件;提出了径流演算经验参数α,研究了月调度和旬调度中α的关系,利用实测水文资料,优选确定了黄河上中游各河段非汛期月、旬径流演算经验参数。 (3)调度原则研究。通过对黄河干流工程性能、运用方式、综合利用要求等方面的分析,提出了不同于梯级设计供水次序的“先刘库,后龙库”的上游梯级综合利用供水原则,并通过典型年资料的模拟证明:该原则更有利于干流工程的综合利用,通过龙刘水库的联合调度,完全可以使刘库实现一年两次蓄满──放空的运行方式,相当于在同样工程条件下系统年调节能力增强,具有极大的优越性和经济效益。 (4)调度模型研究。将模拟法与优化法相结合,引进系统辨识思想,建立了上游梯级自迭代模拟优化模型。该模型在模拟模型中增加了三层辨识反馈结构和目标优化结构,具有较强的仿真性和自优化功能。通过1998-1999年供水期实测资料模拟验证,表明本文所提调度模型科学,模拟结果合理,在发电、供水及缓解黄河下游断流方面均较实际调度结果有一定改善。 (5)防凌库容研究。借鉴逐步优化(POA)思路,以梯级最小出力最大为目标,通过改变水库凌汛期月末限制水位,提出了防凌库容的优化方法,并通过刘库防凌库容的模拟优化,改善了上游梯级出力,提高了发电质量。 (6)多年调节水库运用方式研究。以龙羊峡水库为例,研究了多年调节水库的运行原则,分析筛选了影响年补水量的主要因素;并引进人工神经网络技术,建立了预测龙库补水量的ANN模型。经检验,模型预测平均相对误差在!0%以下。 门)风险研究。在水资源系统风险分析的基础上,识别并评价了黄河干流水量调度风险,利用概率分析方法,建立了黄河干流水量调度风险定量评价模型。 (吕)上游梯级发电影响分析。应用典型年资料模拟分析了工程防凌调度及供水调度对上游梯级发电的影响,提出了河口镇补水对上游梯级发电影响的临界流量,给出了供水与发电目标的权衡面。 (9)决策支持系统开发。设计开发了黄河干流非汛期水量调度决策支持系统,并用实例进行了检验。