该水利枢纽作为跨流域调水工程的首部枢纽对 减少引水的含沙量、改善引水水质、减轻水泵 磨损、减少供水调节水库的淤积、增加引水时 段、降低提水扬程、节省电能、降低引水成本 等都有重要意义。枢纽电站对满足调峰需要， 降低系统燃料消耗，改善火电机组运行条件， 增加系统运行的稳定性，提高周波质量也起着 很大的作用，同时，水库的滞洪和拦蓄上游来 水，对下游防洪、防凌都是有利的。
1.水库的水量平衡约束
Vt1Vt(qtQt)Kt
2.水库的需蓄水量约束
Qt， mi nQtQt， max
3.水库的下泄流量约束 Vt， minVt Vt， max
4.水电站的出力约束
N t， m inAtH Q tN t， max
5.变量边界约束V(K， 1 Nhomakorabea V(K，n)
水库优化调度：以系统工程方法为基础，建立以水
库效益最大为目标，以水量平衡、 供水能力等为约束条件的优化调度 模型。
水库常规调度：根据水库的调度规则，利用径流调
节理论和水能计算方法，确定满足 水库既定任务的蓄泄过程。
1.国民经济效益最大或经济费用最小最优准则
2.满足水资源综合利用部门一定要求的条件下，使电力 系统的总耗煤量最小
目标
水电站发电量最大 出力最小时段的出力尽可能大 生态环境蓄水缺水量最小
采用约束法将出力最小时段的出力尽可能大和生态环境需 水缺水量最小两个目标转换为约束条件。
• 用一个水文年为周期，将调度期分为12个时 段，每个时段的小时数为730
• 水电站综合出力系数为8.3
• 水头损失为0.5m
年发电量 t时段的发电流量
功能与环境功能的需水量，包括生态需水与环境需水 。
水库生态环境需水量：水库生态系统发挥正常生态
环境功能所需的水量，包括生态需水与环境需水。
生态需水 ：水面蒸发量
保持天然条件下河床和河岸稳定等维持非生物 环境基本功能的河流基流量 维持赖水生存的生物体自身消耗生产空间的河 流生物需水量
环境需水：包括维持河道水沙平衡、水盐平衡、水功能区
6.变量非负约束
X0
水库优化调度模型求解
混沌是自然界的一种普遍现象，它看似混乱，却有着精致的内
在结构，具有“随机性”，“遍历性”，“规律性”等特点。 遍历性：在一定范围内能按其自身的规律不重复的遍历所有的 状态。 CGA:混沌优化的遍历性+遗传算法优化的反演性
将混沌状态引入到优化变量中，并把混沌运动的遍历范围 放大到优化变量的取值范围，然后把得到的混沌变量进行编码 ，表示成染色体，将他们置于问题的环境中，根据适者生存的 原则，对其进行选择，复制，交叉，变异，然后对各个混沌变 、量附加一混沌小扰动，通过一代代得不断进化，最后收敛到 一个最适合环境的个体上，求得问题的最优解。
12
m axE 8.3730Q t(H t上 -H t下 -0.5) t 1 水库上水游库平下均游水平位均水位
• 目标函数中以各月初的水位作为决策变量，根 据水电站的资料，确定各时段水位的上下限， 得到：
i 1 ,ji,j( 1 i,j) ， i 1 ， 2 ， ...p ， j 1 ， 2 ， ...n
将混沌序列放大到决策变量取值空间：
x i ， j a i ( b i a i)i,j ， i 1 ， 2 ， ...p ， j 1 ， 2 ， ...n
6.编码（浮点码）
划下一定水质标准、河道景观等基本用水需求 所需水量。
生态需水：水库库区生态需水（蒸发、渗漏损失水量，水生物
生存所需水量，赖水生存的动植物耗水量）与维持下 游基本 生态功能所需要的水量（水生物正常生存繁殖所需水量）。
环境用水：库区环境需水（满足水质要求和一定的水库景观水
位所需水量）与下游环境需水（维持水沙平衡、水盐平衡、 水质标准、河道景观等基本用水所需水量）。
1.水库优化调度的内涵 2.水库优化调度的准则 3.水库优化调度数学模型的建立 4.水库优化调度数学模型的求解
水库调度：根据水库的功能和调蓄能力，在保
证下游防洪安全和水工建筑物安全 的前提下，对水库的来水过程进行 径流调节，提高发电效益的一种水 库运用控制技术。
兴利调度
水库调度 防洪调度
生态调度
实例研究
某水利枢纽工程的任务是供水结合发电，同时
亦兼有防洪、防凌等综合效益。水库的总库容 为8.96亿m³，调节库容为4.45亿m³，水库最 高蓄水位为980.00m，正常蓄水位为 977.00m,电站设计保证率取90%。取水口设 于大坝左岸边坡坝段，两条引水钢管单孔引水 流量24m³/s，可满足枢纽年供水量14亿m³。 枢纽水电站装机1080MW，多年平均发电量 27.5亿kW·h。
3.满足电力系统和水资源综合利用部门一定要求的前提 下，使水电站的发电量最大
4.火电为主，水电为辅的电力系统中的调峰调频电站，
使水电站供水期的最小出力最大（或保证电能最大）
目标函数
1.以发电量（或发电效益）最大为目标
T
maEx AQtHtMt t1
T
maFx AptQ HtMt t1
7.适应度函数值计算 8.最优保留策略（最优的10%） 9.选择、交叉和变异计算
随机联赛选择、算数交叉、均匀变异
10.混沌扰动算子 11.初始最优解
适应度函数值的最大值与与平均值的差值在允许范围 内，或迭代次数达到设定最大值，则寻优结束，得 初始最优解
12.初始最优解加微小的混沌扰动 13.细搜索优化
2.以水电站出力最小的时段的出力尽可能大为目 标
m N a m P x m a A x i tH n tO
3.以水库库区及下游河道生态环境需水量缺水量 最小为目标
N
mZinminR(tL)V(tL)
t1
生态环境：河流+水库 河流生态环境需水量：满足河流生态系统设定生态
CGA求解水电站水库优化调度步骤如下：
1. 划分调度期时段，确定决策变量及其取值空间 ai，bi
2. 参数设定。确定变量的个数，确定遗传算法的M,T,
pc_m,apxc_m,ipnm_m,apxm_min 3. 目标函数的处理(多目标→单目标) 4. 约束处理 5. 初始化种群
Logistic映射为：