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水电站长中短期嵌套预报调度耦合实时来水系统动力学建模方法研究及应用

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水利学报 2020年第6期51卷 642-652页

作者：周建中何中政贾本军张勇传华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074 数字流域科学与技术湖北省重点实验室华中科技大学湖北武汉430074

水电站优化调度是水电能源系统优化运行与管理研究领域的关键科学问题,已有水电站优化调度研究较少考虑不同尺度调度模型间的衔接,长、中、短期优化调度相互孤立,彼此之间缺乏耦合机制,在指导水电站实际运行中存在不足。为此,研究建立... 详细信息

水电站优化调度是水电能源系统优化运行与管理研究领域的关键科学问题,已有水电站优化调度研究较少考虑不同尺度调度模型间的衔接,长、中、短期优化调度相互孤立,彼此之间缺乏耦合机制,在指导水电站实际运行中存在不足。为此,研究建立了水电站长中短期嵌套预报调度模型,并引入系统动力学反馈机制,提出了一种水电站长中短期嵌套耦合实时来水系统动力学预报调度模型。长、中、短期调度模型分层嵌套,中长期预报调度结果作为短期调度的"期望指导过程线",根据水电站预报来水和面临日实时来水存在误差所导致的水位偏差进行实时反馈、动态修正调度决策,从而指导水电站做出更为合理的调度决策。为检验本文模型方法的有效性,研究选取了三峡水电站作为研究对象进行实例验证。实验结果表明:研究所提出的模型方法指导水电站运行相比随机动态规划和常规调度图方法全年发电量提升效果明显,在2018年来水条件下模拟调度结果发电量分别提高了2.73%和2.31%,显著提高了来水不确定性条件下水电站运行发电效益,为解决水电站随机来水条件下长中短期嵌套预报调度实际工程技术难题提供了一种可行的实践理论方法工具,具有十分重要的理论研究意义和工程应用价值。

关键词：系统动力学反馈期望指导过程线长中短期嵌套预报调度水电站

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基于随机森林遥相关因子选择的月径流预报

水力发电学报 2022年第3期41卷 32-45页

作者：熊怡周建中贾本军胡国华华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 长沙理工大学水利工程学院长沙410114

流域径流过程与大尺度气候因子之间存在遥相关关系,如何从众多的水文、气象、大气环流及洋流等因子中找出与径流密切关联的因子,是中长期径流预报的一个难题。将基于贝叶斯优化的随机森林模型应用于对水文、气象、气候因子构成的高维度... 详细信息

流域径流过程与大尺度气候因子之间存在遥相关关系,如何从众多的水文、气象、大气环流及洋流等因子中找出与径流密切关联的因子,是中长期径流预报的一个难题。将基于贝叶斯优化的随机森林模型应用于对水文、气象、气候因子构成的高维度因子集进行因子选择,根据变量重要性评分挑选对月径流影响较大的预报因子,构建广义回归神经网络、极限学习机、支持向量回归径流预报模型。将该方法应用到金沙江流域,相较于线性相关法,基于随机森林输入因子选择的方法提高了模型泛化性能;遥相关因子的引入既实现了流域月径流高精度预报,又从物理机制上提供了支撑。

关键词：月径流预报随机森林贝叶斯优化遥相关金沙江

广域预报信息驱动的水库群实时防洪全景调度研究

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水利学报 2021年第12期52卷 1389-1403页

作者：周建中贾本军王权森张勇传方威张余龙华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074 华中科技大学数字流域科学与技术湖北省重点实验室湖北武汉430074

针对已有防洪调度模型与方法无法有效应对上下游断面间水力联系的复杂性,未能准确提供并充分利用多个关键性控制断面的水文信息,尚不足以合理协调区域防洪和整体防洪安全的问题,本文开展了多断面洪水广域预报信息驱动的水库群实时防洪... 详细信息

针对已有防洪调度模型与方法无法有效应对上下游断面间水力联系的复杂性,未能准确提供并充分利用多个关键性控制断面的水文信息,尚不足以合理协调区域防洪和整体防洪安全的问题,本文开展了多断面洪水广域预报信息驱动的水库群实时防洪全景调度研究。首先依据水库防洪调度规程,使用一维水动力学模型模拟生成多种设计洪水条件下干支流河道沿程断面的水文过程,构建反映水库调蓄影响下的上下游断面间洪水演进动力特性的数据集,并以此为依据建立多断面水位流量的交互效应线性回归预测模型,实现干支流多断面洪水广域预报。在此基础上,提出广域预报信息驱动的梯级水库群防洪全景调度方法。为验证本文模型有效性,以长江上游梯级水库群为实例对象开展研究。结果表明:本文模型在下游断面实时防洪状态与上游库群调度决策之间较好地建立了一种动态响应的互馈机制,能够有效解析调度决策对下游防洪断面的影响,充分利用多断面洪水广域预报信息进行防洪全景调度决策,更好地保证并协调流域中区域和整体的防洪安全。研究成果已在长江三峡水利枢纽调度通信中心初步应用,促进了长江上游水库群防洪调度水平的进一步提升。

关键词：一维水动力学交互效应线性回归多断面洪水广域预报全景防洪调度长江上游水库群

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水库容积特性曲线定线及其在调度中的应用

水力发电学报 2021年第2期40卷 89-99页

作者：贾本军周建中陈潇田梦琦张勇传华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430074 华中科技大学数字流域科学与技术湖北省重点实验室武汉430074

发电调度模型中水库容积特性的离散化表征导致调度模型数学解析变得困难和模型求解效率低,而已有研究对水库容积特性的函数化表征缺乏统一性,有必要开展水库容积特性曲线定线研究。本文基于水库水位-库容实测离散数据点,通过线性和非线... 详细信息

发电调度模型中水库容积特性的离散化表征导致调度模型数学解析变得困难和模型求解效率低,而已有研究对水库容积特性的函数化表征缺乏统一性,有必要开展水库容积特性曲线定线研究。本文基于水库水位-库容实测离散数据点,通过线性和非线性最小二乘拟合获取不同线型的水库容积特性曲线,并对不同线型容积特性曲线的拟合优度及工程应用效果进行综合评价。长江流域23座水库的实例研究表明,幂函数型容积特性曲线在描述水库容积特性方面具有广泛适用性和良好可靠性,可作为表征水库容积特性的一种通用性线型。研究可在促进各类发电调度模型解析优化求解方法的内在统一性以及提升模型求解效率方面发挥效用。

关键词：水电站水库水位-库容关系水库容积特性曲线曲线拟合幂函数线型

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水电站尾水位特性解析与建模

水力发电学报 2021年第10期40卷 45-59页

作者：贾本军周建中陈潇张勇传田梦琦华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 华中科技大学数字流域科学与技术湖北省重点实验室武汉430074

准确解析水电站的尾水位特性是对其进行建模、从而实现尾水位高精度预测的关键。首先采用定性与定量分析相结合的方法揭示了水电站尾水位变化的后效性特征;然后基于相关性分析初步探明了尾水位变化过程的关键影响因子;进一步构建了水电... 详细信息

准确解析水电站的尾水位特性是对其进行建模、从而实现尾水位高精度预测的关键。首先采用定性与定量分析相结合的方法揭示了水电站尾水位变化的后效性特征;然后基于相关性分析初步探明了尾水位变化过程的关键影响因子;进一步构建了水电站尾水位特性的多项式拟合模型和支持向量回归模型,并对比分析了各模型描述水电站尾水位特性的性能。溪洛渡-向家坝梯级和三峡-葛洲坝梯级水电站的实例研究表明,四座水电站2小时尺度的尾水位变化过程后效性特征显著,以当前和前一时段的下泄流量以及下游电站水位或下游支流来水为输入的支持向量回归模型是一种实用性、可靠性和准确性均衡的具有实际工程应用价值的尾水位预测模型。

关键词：水电站尾水位特性尾水位预测相关性分析多项式拟合支持向量回归

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水电站变出力系数的神经网络估计方法

水力发电学报 2021年第1期40卷 88-96页

作者：贾本军周建中陈潇何中政张勇传田梦琦华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430074 华中科技大学数字流域科学与技术湖北省重点实验室武汉430074

围绕如何提高水电站中长期发电调度出力系数估计和出力过程计算精度的问题,综合考虑水电站水头、发电流量等水电站关键状态信息对综合出力系数K的影响,建立了以水头、发电流量和入库流量为备选输入,以综合出力系数K为输出的三种神经网... 详细信息

围绕如何提高水电站中长期发电调度出力系数估计和出力过程计算精度的问题,综合考虑水电站水头、发电流量等水电站关键状态信息对综合出力系数K的影响,建立了以水头、发电流量和入库流量为备选输入,以综合出力系数K为输出的三种神经网络模型,进而提出了水电站发电调度出力计算变K值的三种神经网络估计方法。结合三峡水电站多年实际运行资料,将本文提出的变K值估计方法与多种传统K值确定方法进行了综合对比。结果表明,本文提出的变K值估计模型或方法具有更高的K值估计、出力和发电量计算精度,为实现水电站中长期发电调度精细化出力计算提供了新途径,具有显著的工程应用价值。

关键词：水电站中长期发电调度精细化出力计算变出力系数估计神经网络

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洪水预报模型参数优化与影响因素分析

武汉大学学报（工学版） 2024年第9期57卷 1191-1202页

作者：李翔张利平王纲胜曹辉贾本军武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院广西南宁530023 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002

选取高关水库控制流域1980—2016年的26场洪水,运用多参数灵敏度分析(multi-parameter sensitivity analysis,MPSA)筛选出新安江洪水预报模型的灵敏参数,采用普适似然度不确定性估计(generalized likelihood uncertainty estimation,GLUE)方法分析灵敏参数的不确定性,确定部分灵敏参数的后验分布范围;将场次洪水资料划分为1980—1997年和1998—2016年2个时期,使用遗传算法(genetic algorithm,GA)和自适应粒子群算法(adaptive particle swarm optimization,APSO)对筛选出的灵敏参数进行率定及验证,并分析了不同时期灵敏参数与区域土地利用的变化,结果表明:1)研究流域采用的新安江模型的灵敏参数中,流域不透水率(IMP)、地下水日出流系数(KG)、壤中流日出流系数(KSS)、壤中流消退系数(KKSS)、动力方程蓄水指数(n)、动力方程蓄水系数(c)的不确定性范围较小,能够得到比先前的经验范围更集中的取值区域;2)GA和APSO在新安江模型参数率定中都有较好的适应性,但APSO的综合表现优于GA;3)由前、后2个时段对比可知,IMP、n显著增大,表层自由水蓄水容量(SM)显著减小,研究区域产汇流条件产生了明显的变化。

关键词：新安江模型参数灵敏度分析参数不确定性分析参数率定影响因素分析

2024年水文情报预报工作视频会议在京召开

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2024年水文情报预报工作视频会议在京召开

基于数据挖掘的水电站中长期径流预测应用研究

中国水利报

作者：贾本军朱冰

本报讯（通讯员贾本军朱冰）3月29日，水文情报预报工作视频会议在京召开，水利部副部长刘伟平出席会议并讲话。会议指出，2023年全国水情部门面对严峻的水旱灾害形势，坚持“人民至上、生命至上”，锚定“四不”目标，加强监测预报... 详细信息

本报讯（通讯员贾本军朱冰）3月29日，水文情报预报工作视频会议在京召开，水利部副部长刘伟平出席会议并讲话。会议指出，2023年全国水情部门面对严峻的水旱灾害形势，坚持“人民至上、生命至上”，锚定“四不”目标，加强监测预报信息协同共享，完善中长期趋势预测体系......

关键词：水文情报视频会议

来源： cnki报纸评论

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基于数据挖掘的水电站中长期径流预测应用研究