水資源系統分析課程**
這幾種方法的應用為水庫排程提供了有力的根據，具有重要的價值意義。
關鍵詞：水庫優化排程、動態規劃、poa演算法、增量動態規劃
正文：在水庫排程過程中如何能兼顧防洪、灌溉、發電等綜合效益，使有限的水資源發揮出更大的效益，是嚴重缺乏水資源的我國值得重視的問題。為了充分發揮水庫的調蓄作用，獲得盡可能大的綜合利用效益，對水庫進行優化排程是一種行之有效的重要措施。
其基本內容為根據水庫的**過程，遵照優化排程準則，運用最優化方法，尋求比較理想的水庫排程方案，使發電、灌溉、航運等各部門在整個分析期內的總效益最大。
1、 資料
某年調節綜合利用水庫，以灌溉、發電為主，兼有防洪、航運、漁業等綜合效益。水庫正常蓄水位160公尺，死水位136公尺，四月初至七月底為汛期，汛限水位 155公尺。水電站設計保證率為95%，保證出力12.
5萬千瓦，裝機容量32萬千瓦。水庫灌溉設計保證率為85%，自庫區引水灌溉面積為38萬畝，利用發電尾水灌溉面積為68萬畝。水庫水位庫容關係、下游水位下洩流量關係表見表1、表2，扣除上游灌溉用水後的淨入庫流量和下游灌溉航運需水流量見表3。
求水庫的年最大發電量。
表1水庫水位庫容關係表
表2水庫下游水位下洩流量關係表
表3水庫月平均來水需水表(單位：立方公尺/秒)
2、 動態規劃法
動態規劃是解決多階段決策過程中最優化問題的一種數學方法。應用到水庫是，將徑流過程視為確定性的，把水庫蓄水量進行離散作為狀態變數，把下洩流量作為決策變數，把發電效益作為目標函式。在滿足下游航運灌溉的前提下，每一時段的下洩流量使整個週期內的目標函式值達到最大的決策組成的策略就是最優排程方案。
2．1求解過程為：
（1）決策的階段變數t
水利年：11月，12月，1月，2月，3月，4月，5月，6月，7月，8月，9月，10月
對應tt(i)=11,12,1,…,10 t(i)為第i時段的時間長，單位秒
（2）狀態變數v(i，j)
取時段末水庫庫容v為狀態變數，3.816億立方公尺≤v≤24.06億立方公尺
狀態空間離散：每隔dv=(24.06-3.
816)/240=0.08435取一狀態。非汛期時在死庫容3.
816億立方公尺和正常蓄水位對應的庫容24.01億立方公尺間共有241個狀態；汛期時，在死庫容3.816和和汛限水位對應的庫容之間有191個狀態。
v(i, j) = 3.816 + (j - 1) * (24.06–3.816) / 240,i=1,2,…,12 j=1,2,…,241，汛期j取191，非汛期j取241。
(3) 決策變數q(i,j)
第i時段第j狀態的發電流量q(i，j)為決策變數，單位m3/s。q(i,j)應大於第i時段的下游航運灌溉需水量w(i)。
(4) 狀態轉移方程
v(i,j)=v(i-1,k)+（qi(i)-q(i,j)-dq(i,j)）/10^8*t(i)
v（i,j）——第i時段j狀態的水庫庫容，億立方公尺
v（i-1,k）——第i-1時段選定的最佳庫容，億立方公尺
q(i,j)——第i時段j狀態的發電流量，m3/s
qi(i)——第i時段的淨入庫流量
t(i)——第i時段的時段長，單位秒
dq(i,j)——第i時段j狀態的棄水量，m3/s
（5）第i時段出力n(i)(萬千瓦)
n(i)=8.5q(i)h(i)/10000
h(i)——第i時段上下游的水頭差，m
12.5=當n（i）大於32萬千瓦時取32，當n（i）小於12.5萬千瓦時取乙個很小的值，以便後面選優時避免進入選擇。
（5）目標函式
各時段的累積出力最大為目標函式，即求出第i時段的最優出力，使得第1時段到第i時段的累積出力最大，並用乙個陣列m(i,j)記下第i時段此時取得最大出力的位置k(k=1,2,3,…,241)，便於後面進行逆推計算。
e(i)——前i時段的累積出力之和，萬千瓦
（6）逆推求解
根據第12時段的最大累積出力e（i+1）和最大出力n（i+1），可以求出第i時段的最大累積出力e（i）,然後根據m(i,j)陣列可以找出第i時段的最佳出力n（i）,可以求出e（i-1）。以此類推，可以求出每個時段的出力。
e(i)=e(i+1)-n(i+1) i=11,10,…,1
2.2計算結果
表4 動態規劃計算結果
注：表中，水位表示時段平均水位，庫容表示時段平均庫容。
由上表可以得知，動態規劃優化演算法得出的全年最大出力為259.4067萬kw。
圖1 水庫排程圖
2.3 vb程式**
（1）離散各時段末的庫容：
for i = 1 to 12
for j = 1 to 241
v(i, j) = vmin + (j - 1) * (vmax - vmin) / 240
xx(i, j) = 0
next j
next i
（2）第2時段到第5時段的主程式（其他時段計算程式類似）
for i = 2 to 5
for j = 1 to 241
max(j) = -300
for k = 1 to 241
bv = (v(i - 1, k) + v(i, j)) / 2 '第i時段的平均庫容
call h_v(z2, bv) '呼叫水位庫容函式求上游水位
lz(j, k) = z2
cf = 0
lq(j, k) = qi(i) + (v(i - 1, k) - v(i, j)) * 100000000 / t(i) '時段初第k狀態到時段末第j狀態之間的發電流量
q3 = lq(j, k)
call h_q(z3, q3) '呼叫水位下洩流量函式求下游水位
lzx(j, k) = z3
if lq(j, k) >= w(i) then '當下洩流量大於下游需水時
lh(j, k) = lz(j, k) - lzx(j, k水頭差
ln(j, k) = 8.5 * lq(j, k) * lh(j, k) / 10000 '出力
if ln(j, k) > 32 then
ln(j, k) = 32
ldq(j, k) = lq(j, k) - ln(j, k) / 8.5 / lh(j, k) * 10000
lq(j, k) = ln(j, k) / 8.5 / lh(j, k) * 10000
end if
if ln(j, k) < 12.5 then cf = 1
else
cf = 1
end if
le(j, k) = ln(j, k) + e(i - 1, k) - cf * c0 '累計出力
if max(j) <= le(j, k) and xx(i - 1, k) = 1 then
max(j) = le(j, k)
e(i, j) = le(j, k)
n(i, j) = ln(j, k)
q(i, j) = lq(j, k)
dq(i, j) = ldq(j, k)
z(i, j) = lz(j, k)
h(i, j) = lh(j, k)
m(i, j) = k
end if
next k
if q(i, j) > 0 then xx(i, j) = 1 '保證下洩流量大於0
next j
next i
（3）逆推程式
for i = 12 to 1 step -1
if i = 12 then
e0(i) = e(i, 241) '第1時段到第i時段的最大累計出力
r(i) = n(i, 241) '第i時段的出力
q0(i) = q(i, 241) '第i時段的下洩流量
dq0(i) = dq(i, 241) '第i時段的棄水
z0(i) = z(i, 241) '第i時段的水位
h0(i) = h(i, 241) '第i時段的水頭差
v0(i) = v(i, 241) '第i時段平均庫容
end if
if i = 11 then
j = m(i + 1, 241)
e0(i) = e0(i + 1) - r(i + 1) '逆推計算
r(i) = n(i, j)
q0(i) = q(i, j)
dq0(i) = dq(i, j)
樞紐水庫優化排程方法
摘要 為充分利用水資源，增加電站企業發電效益，通過樞紐水庫優化排程，在確保安全執行條件下，實現增調庫容，最大限度地發揮樞紐水庫的防洪 灌溉及發電等社會綜合效益。關鍵詞 優化排程各時段電站發電 浙江省衢州市烏溪江引水工程樞紐水庫位於衢江區黃壇口電站下游2.3km處，樞紐水庫由攔河大壩 溢流堰 11扇弧...
水庫防洪排程計畫
大足縣尖山水庫 大足縣迴龍鎮人民 二 一一年三月 大足縣尖山水庫防洪排程計畫 為保證汛期水庫和下游安全，根據 重慶市水利局關於開展水庫防洪排程計畫編制工作的通知 的要求，結合尖山水庫的具體情況編制本防洪排程計畫。一 基本情況 一 水庫基本情況 尖山水庫位於大足縣迴龍鎮尖山村，是一座小 二 型水利工程...
某水庫防洪排程方案初步研究
作者 江曉銳 建築科技與經濟 2014年第04期 摘要 某水庫具有城市供水 防洪等綜合作用。本文根據工程任務及特點，提出水庫防洪排程的任務及原則 水庫排程方式。在不同方案洪水調節計算成果基礎上，考慮下游城市飲水安全，通過初步分析，提出推薦方案，希望能對類似水庫防洪排程起到一些借鑑作用。關鍵詞 水庫 ...