基于综合水龄指数评价的供水管网优化调度

研究了通过计算节点平均水龄分析该地区供水管网的水质状况的方法,在此基础上,提出供水管网综合水龄指数评价指标,并基于该指数构建管网水力优化调度模型,采用遗传算法实现优化问题的求解,并以江苏某镇城乡统筹供水管网为实例进行了应用.结果表明,水力优化调度能够改善管网的综合水龄情况,尤其是对于流量较大的节点有明显的效果,但是对于管网末端水量相对较小节点,则需要结合水力调度以及管段冲洗等方式来改善管网水龄情况.     

多水源原水系统丰水期优化调度模型研究

很多城市的原水供应分为明显的丰水期和枯水期,故采取多水源取水和修建大型水库蓄水的方式来保障供水安全,这也使得原水系统在丰水期的取水和蓄水复杂化.通过建立含有多水库和多取水泵站的微观调度模型,以取水泵站的费用最低和水库补水量最大为目标,使用遗传算法求解,得出丰水期优化调度方案和水库优化补水过程线.将模型应用于某城市原水管网,取得了较为明显的优化效果.     

实现水量交换的深圳市中西部水库群优化调度研究

在分析提高城市供水保证率、减少缺水量、实现公明水库战略储备水资源需求的基础上,建立了多目标水库群供水联合优化调度模型,将多目标优化模型转化为单目标模型,采用决策动态优选的自适应算法求解模型,结论为:深圳市中西部城市供水保证率达到98%,高于设计保证率97%,满足供水需求;公明水库多年平均交换水量为7.230×107 m3,占到储备库容的近60%,多年平均蓄满周期为1.62年,实现了战略储备水量目标;得到了北线引水给各水库补水比例分别为茜坑17.7%,鹅颈8.8%,石岩51.1%,剩余22.4%水量蓄入公明水库作为储备水量。研究成果对深圳市中西部水库群联合供水和保障水库水质安全,以及发挥生态环境和社会效益具有重要作用。     

考虑水质的水资源调配模型及其解法

针对水库群-河网系统中水量水质的联合调配问题,以水库群联合调度的大系统分解-协调模型为基础,综合考虑河网环境需水和供水水质的不同要求,建立了水库群-河网水资源联合调配模型.通过水质模型计算河网达到不同目标功能水质的需水量,将该需水量作为用水需求反馈给水库群系统进行水量水质协调优化.水质模型求解采用非线性迎风差分格式,水库群-河网模型迭代求解采用大系统分解-协调对偶迭代技术.应用结果表明,所建模型及其求解方法可行有效,并已成为区域水量水质联合调配的重要技术基础.     

塔里木河流域水量统一调度自校正模型研究

为保证水量调度的时效性、科学性,在总结塔里木河水量调度已有经验的基础上,建立了塔里木河流域水量调度的自校正模型.自校正模型以国务院分水指标为控制目标,以基于规则的适度优化方法为控制手段,综合源流来水预报、需水预测、水量分配和水动力学模型,通过动态跟踪和掌控水调系统控制流量、来水水量、引水水量等状态参数,调节国民经济和生态用水计划,从而满足国务院指标,达到统一调度、公平分水的控制目标.     

基于DPSA算法直接补渠的单库-单站系统水资源优化配置

针对直接补渠的单库-单站系统水资源优化配置问题,以一定供水期内系统所在受水区缺水量的平方和最小为目标,各时段水库供水量和补渠泵站提水量为决策变量,考虑水库年可供水总量等约束条件,建立直接补渠的单库-单站系统水资源优化调度数学模型,并采用动态规划逐次逼近法(dynamic programming successive approximation,DPSA)求解,获得各时段水库最优供水量、弃水量和补渠泵站提水量.以南京市六合区三友水库为例,优化结果表明,来水频率75%和95%时,优化配置后的水库弃水量和常规调度相比分别减少了5.14%和9.0%,说明该方法能充分发挥水库的调蓄作用,减少水库的弃水量,更好地实现水资源的有效利用,从而减少受水区的缺水量.     

基于双启动标准的限制供水解析规则

建立了一种基于双启动标准的限制供水解析规则.新规则由3个子规则组成,并考虑了未来潜在缺水量与当前可利用水量的关系.首先通过时段初蓄水量与时段末两级目标蓄水量的关系决定潜在缺水量,从而确定调用何种子规则;然后在每个子规则中,根据当前可利用水量决定是否启动限制供水.从理论上给出了新规则的解析表达式,同时采用主-从种群混合进化的粒子群算法优化规则参数.徐家河水库供水调度的实例研究表明:新规则具有一定的合理性和有效性,结果明显优于标准运行策略、调度图以及常规连续型限制供水规则.     

城市供水节假日负荷预测模型的研究

城市供水水量的预测是城市供水系统优化调度的前提和基础,城市供水节假日的负荷变化与平时显著不同,若仍按正常供水日预测模型进行预测,会产生很大的误差.因此,针对城市供水节假日负荷变化的特点,利用节假日的负荷预测模型中节假日期间负荷变动模式高度相关以及节假日负荷平均值高度相关的特点,建立城市供水节假日负荷预测模型.     

基于目标蓄水量的限制供水规则模型研究

就如何确定最优的限制供水启动标准、停止条件以及限制供水量这三个限制供水规则研究的核心问题,建立了一种新的基于目标蓄水量的限制供水规则模型,该模型由两时段模型和目标蓄水量模拟优化模型构成,前者在给定的各时段目标蓄水量条件下求解限制供水规则,后者以解得的限制供水规则为基础优化各时段目标蓄水量.从理论上给出了考虑约束条件的限制供水规则解析表达式,同时采用主-从种群混合进化的粒子群算法对模型进行求解.在徐家河水库调度实例中,将模型与动态规划、标准运行策略和调度图方法调度结果进行了对比,结果表明了新模型的合理性及有效性.     

多目标调度图对气候变化的自适应研究

以丹江口水库为研究对象,构建多目标调度图优化模型来模拟指导水库调度运行;选择基准年1961~2000年实测旬径流系列进行模拟调度.结果表明:多目标优化调度方式与常规调度方式相比,在不增加防洪风险的前提下,生态供水保证率、多年平均生态供水量和多年平均发电量均得到了提高,且对下游供水量、南水北调工程调水量影响不大,三个生态需水方案的保证率均达到97%以上,多年平均生态供水量和发电量分别增加4.14×108 m3和0.81×108 kW·h,增幅分别达3.21%和2.13%.将GCM模式的输出作为分布式VIC水文模型输入,预测了未来90a三个时期汉江流域的径流变化,并验证多目标优化调度图能很好地适应未来气候情景的变化.     

基于数量弹性契约的供应链鲁棒运作模型

供应链中的各种不确定性因素造成供应链运作风险,进而影响供应链各成员及其整体绩效水平.利用鲁棒优化方法处理不确定性优化问题的优势及数量弹性契约机制的风险分担功能,研究包含一个制造商和一个销售商的二级供应链系统绩效优化问题,根据Stackelberg博弈理论,在考虑需求不确定条件下,建立了基于数量弹性契约的鲁棒优化模型,提出了区间性需求分布下的鲁棒运作策略,并给出了相关的算例,算例结果表明:具有数量弹性契约的供应链鲁棒运作策略能保证供应链中各成员及整体收益在一定程度上优于没有数量弹性契约时的收益,从而可以提高供应链各成员及其整体的收益.     

给水管网故障时阀门关闭的计算机调度

针对城市给水管网发生事故时,在事故点位置已经确定的情况下,根据管网的拓扑关系,通过BFS算法实现了对阀门的优化调度,并用Visual Basic语言编制了抢修时阀门优化调度实用程序.通过实例用计算机进行了验证,在各种情况下,均获得了满意的结果,关闭阀门形成的集合为最优.     

城市供水系统优化调度模型

城市供水系统优化调度是在以满足用户的条件下使得整个供水系统运行达到效益最佳为目的。通过对系统运行过程中各个环节的收益费用进行分析,建立一定约束条件下的优化调度数学模型,然后采用相应的算法进行求解从而得出理论上的满意结果。该模型在现有生产条件和生产习惯的前提下,可大幅度降低整个供水行业的生产费用,具有显著的社会和经济效益。     

基于条件乐观期望利润的供应链优化与协调模型

针对供应链合作中,合作伙伴的抗风险能力及风险偏好对供应链优化与协调的影响,提出了反映供应链及合作者的抗风险能力及决策者对风险偏爱程度的条件乐观期望利润的概念,并引入具有较强抗风险能力的实力型供应链优化与协调问题的研究.建立了随机需求下实力型供应链的条件乐观期望利润模型、基于条件乐观期望利润的最优订购量模型及协调供应链的最优收入共享契约模型,并对模型进行了分析,揭示了供应商和零售商的抗风险能力对供应链协调、最优订购量、最优批发价格及供应链合作的稳定性的影响.     

基于水库调蓄的流域可供水量优化模型研究与应用

对上游有调蓄水库的流域提出了一个计算流域可供水量的优化模型,该模型以用水保证程度最高为优化目标,约束条件包括水量平衡,水库上下限约束,航运和发电约束,模型采用动态规划法求解.应用该模型计算了广东省西枝江流域长系列的可供水量,结果表明,优化模型和模拟模型相比,在来水较枯且用水不能保证的年份,可使流域在枯水期的供水得到均匀破坏,可保证重要用水部门的供水需要.     

考虑负荷密度的区域能源系统供能分区规划

现有的区域能源系统规划研究中缺乏科学有效的供能分区优化方法,且能源站的供能范围、数量和选址中未能考虑负荷密度特性问题,为此提出考虑负荷密度的区域能源系统供能分区优化设计方法。首先研究了负荷分布与能源站经济供能半径的关系,根据管网拓扑结构简化模型建立了负荷密度与能源站经济供能半径优化模型。进而基于推导得到的经济供能半径和负荷密度的特性关系,建立了以传统空调系统与区域能源系统的全寿命周期费用差值最大为目标函数的规划模型。最后通过案例仿真并与传统K-means聚类方法进行比较,结果表明该方法可使区域能源系统的能耗损失成本、管网投资成本和运维费用分别降低了22%、5.1%和2.1%。     

南水北调中线工程供水量风险分析

对南水北调中线工程的供水量进行分析计算,提供各供水区供水量的概率分布函数及其参数,为今后进一步进行工程供水效益的风险分析提供了基础。同时,根据已有的研究成果,在适当考虑水源区水资源利用情况以及供水区当地各种水源合理调度等主要影响因素的基础上,采用多变量AR（1）随机模型,对中线工程水源区的可调水量及各供水区的缺水量进行联合模拟研究,并由模拟的长序列进行供需意义上的供水量风险计算。结果表明,各供水区供水量的概率分布,可近似采用正态分布函数描述;计算资料条件下,中线工程供需意义上的供水量风险值约为20％。     

灌溉水库宽浅型优化调度目标函数改进及应用

对于灌溉水量时程分配问题,由于需水过程不均匀且时程关联性较强,采用宽浅型优化调度模型解决更加合理。根据宽浅型目标的含义,解析分析了缺水率平方和最小的目标函数。结果表明,该目标函数并不能得到缺水率均匀的供水过程,缺水率与需水量成正比;借鉴缺水率平方和最小目标函数的基本形式,考虑水量平衡约束,构建拉格朗日函数,导出了能得到缺水率均匀的新目标函数;考虑到农作物不同生育期的缺水敏感性不同,引入水分敏感系数,构建了加权缺水率均匀目标函数。通过多种来水过程的实例分析,验证了改进目标函数的合理性和有效性。     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。     

风电-抽水蓄能电站联合运行的多目标优化

为了充分利用风能,改善风电场的功率输出特性,建立风电场-抽水蓄能联合供电系统的优化模型.以联合运行系统的效益最大和输出功率平滑为优化目标,采用多目标克隆选择算法,对模型进行求解和仿真分析.通过优化计算使风电-抽水蓄能联合运行系统在提高运行效益的同时,输出功率得到平滑.应用风电场功率预测技术,通过上述优化,可以得到预测日...