文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
模糊优化方法在三峡梯级水库调度中的应用研究
姓名:罗鹏
申请学位级别:硕士
专业:系统分析与集成
指导教师:张勇传;周建中
2011-03
华中科技大学硕士学位论文
摘要
梯级水库长期调度是一类复杂的多目标、多阶段决策问题,对持久发挥出水利
枢纽的功能和综合效益具有举足轻重的作用。三峡梯级水库是一个多功能性梯级水
库,在防洪、发电、灌溉、航运等诸多方面发挥重要的作用。要有效的解决三峡梯
级水库这种多变量、多约束、多目标的长期调度规划问题,单纯依靠现有的优化方
法尚不能取得理想的效果,有必要引入新的优化方法。
在中长期水库优化调度中,存在着很多不确定信息。例如,长期径流预报要准
确地预报出将来各个月份的来水流量很难,只能定性的确定来年是丰水年还是枯水
年。三峡-葛洲坝梯级水利枢纽需要承担多个功能,多目标调度中多个目标之间可能
是相互矛盾的,同时有些目标是无法度量的,决策者对目标之间的权重也是模糊。
将模糊数学应用到水库调度中则可以更好的利用这些不确定性信息来制定更加符合
实际情况的调度方案。另一方面,众所周知,稍微提升上限水位就会大大增加水库
的发电量,所以可以在保证水库的安全运行等的前提下,适当提高水位上限以增加
发电量。在模糊调度模型中,水库的最高蓄水位可以视为是一个模糊数,可以在设
计值的周围进行扰动,这方面模糊调度模型要优于上限水位是固定的确定性水库调
度模型。
文中针对三峡水利工程的实际情况,分别对三峡单库长期调度、梯级多目标长
期调度建立了模型,重点研究了模型的模糊求解算法,针对三峡历史数据编程进行
了实例计算演示,并将研究成果应用到三峡-葛洲坝梯级调度决策支持系统中。文中
设计的两个模型及其求解算法有其典型性,前者主要是对约束条件进行模糊化处理,
而后者主要是针对目标进行模糊化处理。
由于复杂性与精确性之间的矛盾,复杂系统会涌现许多模糊性现象,模型的求
解问题也是这样。为了用数学方法处理好这些模糊现象,引入模糊优化方法有重要
的意义。本文分别对水库调度中的约束条件和目标函数的模糊化处理作了初步的尝
试,为以后更深入的研究奠定了基础,探索了一种行之有效地方法。
关键词:模糊优化,梯级水库,长期调度,模糊动态规划
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
The long-term scheduling of cascade reservoirs is plex multi-stage,
multi-objective decision, playing a great part in reservoir managing. Three gorges cascade
reservoirs is a multi-function cascade reservoirs, and plays an important flood
control, power generation, irrigation, navigation, and many other aspects. To thoroughly
solve this nonlinear constrained and mixed-discrete multiple variables optimization
problem, instead of relying on now universal conventional optimization method which
cannot bring very good effect, it is necessary to introduce other optimization methods.
On the reservoir’s optimized operation, long-term runoff forecast influenced by many
related factors can't be accurately on each month flow in the future, but can qualitatively
determine whether the next year is a high flow year or a low flow year. The highest
impoundment level can be regarded as a fuzzy number, which is disturbance around. As
the Three Gorges-