每天都是美好的一天，新的一天开启 。21.1.1 221.1.1 219:20 19:20:4 619:20: 46Jan-2 1
人生不是自发的自我发展，而是一长 串机缘 。事件 和决定 ，这些 机缘、 事件和 决定在 它们实 现的当 时是取 决于我 们的意 志的。2 021年1 月12日 星期二 7时20 分46秒T uesday , January 12, 2021
同时讨论不考虑生态时的水电站水库调度问题，不考虑生态时 发电量只增加了0.08亿kW·h，而对河流生态环境的负面影响是 深远的。因此，考虑生态环境，牺牲一小部分发电效益而换来 社会经济与生态环境的和谐发展是值得的，也是十分必要的。
模型：
T
max AQt Ht t
t 1
Vt1 (Qt,入 Qt,出) t Vt Qt Qf
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
划下一定水质标准、河道景观等基本用水需求 所需水量。
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。
做专业的企业，做专业的事情，让自 己专业 起来。2 021年1 月下午 7时20 分21.1.1 219:20 January 12, 2021
时间是人类发展的空间。2021年1月12 日星期 二7时2 0分46 秒19:20: 4612 January 2021
科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。下午7 时20分 46秒下 午7时2 0分19: 20:4621 .1.12
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
2.以水电站出力最小的时段的出力尽可能大为目 标
max NP max minAOt Ht
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
min Z min RL(t) VL(t)
t 1
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
功能与环境功能的需水量，包括生态需水与环境需水 。
Logistic映射为：
i1, j i, 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：
xi，j ai (bi ai )i, j，i 1，2，...p，j 1，2，...n
6.编码（浮点码）
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
天生我材必有用，千金散尽还复来。1 9:20:46 19:20:4 619:20 1/12/20 21 7:20:46 PM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。21. 1.1219: 20:4619 :20Jan-2112-Ja n-21
得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。19:20: 4619:2 0:4619: 20Tues day, January 12, 2021
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）。
安全在于心细，事故出在麻痹。21.1.1 221.1.1 219:20: 4619:2 0:46January 12, 2021
加强自身建设，增强个人的休养。202 1年1月 12日下 午7时2 0分21. 1.1221. 1.12
扩展市场，开发未来，实现现在。202 1年1月 12日星 期二下 午7时2 0分46 秒19:20: 4621.1. 12
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
max E AQtHtMt t 1
T
max F ApQtHtMt t1
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
1.水库的水量平衡约束
Vt1 Vt (qt Qt )Kt
2.水库的需蓄水量约束
Qt，min Qt Qt，max
3.水库的下泄流量约束 Vt，min Vt Vt，max
4.水电站的出力约束
Nt，min AQt Ht Nt，max
5.变量边界约束
V(K，1) V(K，n)
6.变量非负约束
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。21. 1.12202 1年1月 12日星 期二7 时20分4 6秒21. 1.12
谢谢大家！
计算得到的多年平均发电量为28.41亿kW·h，常规调度时多年 平均发电量是27.5亿kW·h，优化后年发电量增加0.91亿kW·h， 提高3.3%。
将DP、GA、CGA三种方法优化计算结果进行对比，可见CGA的 结果最优。
CGA算法综合了GA和COA算法的优越性，具有搜索效率高，收 敛性能好，更逼近全局最优解等优点。但是，计算时间较长。
18.9 Nt 108
水电站每月的出力，万kW
t时段末的水库蓄水量 t时段初的水库蓄水量
Vt1 Vt (qt Qt ) 2.63106 t时段的平均入库流量 t时刻的发电流量
水库蓄水量的上、下限可根据各时段水位的上 、下限值查水库的水位库容曲线确定。
t时段允许水库最小蓄水量
Vt,min Vt Vt,max
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
12
max E 8.3 730Qt (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：
生态蓄水约束 水电站的出力约束 水量平衡约束 蓄水量约束 下泄流量约束
（1）下游河道生态环境需水约束
X 0
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。
通过Tennant法和最小月径流法计算，取其较 大值：
（2）库区本身生态环境需水约束
在任何时刻，水库的水位都应该在其最小生态环境 库容对应的水位之上。
Vht Vht min
t时段水库最小生态环境库容对应的水库水位
水电站的保证出力为18.5万kW，考虑到应该尽 可能提高好的保证出力，取最小出力限制为 18.9万kW，最大出力限制为装机容量108万kW
t时段允许水库最大蓄水量
水电站的最小下泄流量为下游生态环境需水流 量，而最大下泄流量按6台机组同时下泄，最 大下泄流量为1800m³/s。
Qt,min Qt 1800
目标函数 12 max E 8.3 730Qt (H t上 -H t下-0.5) t 1
约束条件