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水库优化调度模型:线性规划与动态规划耦合模型分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:1967年,Hall和Shephard建立了水库优化调度的线性规划和动态规划耦合模型,将水库群系统的优化问题分解为一个主问题和一系列子问题。1974年,Becker和Yeh也提出了一个线性规划和动态规划耦合模型,该模型由解决时间上换位的前向动态规划模型和处理空间上换位的线性规划模型组合而成,并应用在水库群实时防洪优化调度中,不过该模型理论上不够严密,无法证明此耦合模型在总体上是否最优。线性规划模型和动态规划模型是最基本的两类水库优化调度模型。

水库优化调度模型:线性规划与动态规划耦合模型分析

国外关于水库群优化调度模型的研究大约开始于20世纪60年代末。1967年,Hall和Shephard建立了水库优化调度的线性规划动态规划耦合模型,将水库群系统的优化问题分解为一个主问题和一系列子问题。1974年,Becker和Yeh也提出了一个线性规划和动态规划耦合模型,该模型由解决时间上换位的前向动态规划模型和处理空间上换位的线性规划模型组合而成,并应用在水库群实时防洪优化调度中,不过该模型理论上不够严密,无法证明此耦合模型在总体上是否最优。1955年美国学者Little提出的水库随机优化调度模型,开始将系统科学方法应用于水库优化调度的研究。水库优化调度最基本的模型有线性规划模型LP和动态规划模型DP。针对不同的问题,尤其是为了克服水库群优化调度中由于水库数目增加所引起的“维数灾”问题,研究者在LP、DP模型的基础上提出了一系列改进模型和求解方法。2005年,Vehandramouli和Paresh Deka将人工神经网络模型与专家系统相结合,建立了改进的支持决策模型研究水库优化调度问题。线性规划模型和动态规划模型是最基本的两类水库优化调度模型。除了上述模型外还有诸如聚合分解法、大系统分解协调法、模糊优化、遗传算法等,从而形成了一套比较完善的水库优化调度理论和方法。

国内关于水库群优化调度模型的研究不乏先进的成果。1992年,杜殿勛和朱厚生建立了水库水沙联调随机动态规划模型,并围绕“降维”问题,对所引用的泥沙冲淤计算模型作了适当的改进,通过随机动态规划模型求解计算,得出相应的优化调度规划。使下游河道淤积减少,同时满足了水库灌溉、供水和发电效益最大的水沙综合调节。1996年,万俊等提出了分解—协调—聚合分解的建模思路,建立了水电站群联合优化调度模型。1998年,杨侃和陈雷把多目标分层排序网络分析模型拓展到多目标梯级水电站调度的网络分析中,提出了梯级水电站群调度多目标网络分析模型。1999年,梅亚东建立了梯级水库在洪水期间发电调度的有后效性动态规划模型,并提出了两种新的求解方法——多维动态规划近似解法和有后效性动态规划逐次逼近算法。2011年,董耀华综述了长江科学院水库泥沙、河流一维、二维、三维等水沙模型及其他水沙数学模型实例以及水沙数值模拟关键技术的研究进展。2011年,陈进讨论了流域经济社会发展对于防洪、兴利、水资源和生态调度的需求,分析了目前大型水库联合调度的能力、技术条件、制约因素等。同时还提出要协调流域联合调度与单个水库调度的矛盾,需要研究和确定联合调度的启动条件、评价体系和建立联合调度利益协调、补偿机制。(www.xing528.com)

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