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基于LSTM的三峡-葛洲坝超短期水位预测研究

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长江科学院院报 2024年

作者：汪涛徐杨曹辉刘亚新马皓宇张政谢帅常新雨中国长江电力股份有限公司智慧长江与水电科学湖北省重点实验室华中科技大学长江科学院中国长江电力股份有限公司三峡水利枢纽梯级调度通信中心

三峡-葛洲坝梯级电站的水位预测关系到电站安全稳定运行和综合效益发挥，然而在动静库容计算体系转换关系复杂、调峰情况下坝前水位波动、葛洲坝电站水位顶托、电站下游非恒定流、梯级电站之间的流量传播复杂时滞性等多种因素的综合影... 详细信息

三峡-葛洲坝梯级电站的水位预测关系到电站安全稳定运行和综合效益发挥，然而在动静库容计算体系转换关系复杂、调峰情况下坝前水位波动、葛洲坝电站水位顶托、电站下游非恒定流、梯级电站之间的流量传播复杂时滞性等多种因素的综合影响下，传统水位预测方法在短期水位预测过程时难以跟踪，在电站承担电网的调峰、调频任务及复杂工况下有突破调度规程约束及开闸的风险，从而可能引发工程安全风险和经济损失。本文采用LSTM深度学习方法，建立了三峡-葛洲坝超短期水位预测模型，并通过大调峰工况下数据对模型预测精度进行应用分析，证明总体精度较高、稳定性和适应性较好，三峡、葛洲坝上游水位24小时预测平均误差均小于0.05m。研究成果可为梯级电站精细化调度提供技术支撑。

关键词： LSTM 三峡葛洲坝水位预测

基于多种群引力粒子群算法的金下-三峡梯级水库群优化调度

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长江科学院院报 2023年

作者：汪涛徐杨刘亚新卢佳马皓宇中国长江电力股份有限公司三峡水利枢纽梯级调度通信中心中国长江电力股份有限公司智慧长江与水电科学湖北省重点实验室

金沙江下游至三峡已形成六库联合调度格局，调度维数增多，约束庞杂交织，优化目标多样，给调度方案制定带来极大困难。本文针对传统粒子群算法求解调度模型寻优能力不足的难题，提出多种群引力粒子群算法，建立优化调度模型并应用改进... 详细信息

金沙江下游至三峡已形成六库联合调度格局，调度维数增多，约束庞杂交织，优化目标多样，给调度方案制定带来极大困难。本文针对传统粒子群算法求解调度模型寻优能力不足的难题，提出多种群引力粒子群算法，建立优化调度模型并应用改进算法求解。算法测试和应用结果表明，多种群引力粒子群算法寻优性能更加先进，更适用于求解梯级水库优化调度问题。实例表明，上游龙头电站通过牺牲自身发电量可以使下游电站和梯级发电量增加。

关键词：粒子群算法算法改进梯级水库优化调度

基于多种群引力粒子群算法的金沙江下游-三峡梯级水库群优化调度

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长江科学院院报 2023年第12期40卷 30-36,58页

作者：汪涛徐杨刘亚新卢佳马皓宇中国长江电力股份有限公司智慧长江与水电科学湖北省重点实验室湖北宜昌443000 中国长江电力股份有限公司三峡水利枢纽梯级调度通信中心湖北宜昌443000

金沙江下游—三峡已形成六库联合调度格局,调度维数增多,约束庞杂交织,优化目标多样,给调度方案制定带来极大困难。针对传统粒子群算法求解调度模型寻优能力不足的难题,提出多种群引力粒子群算法,建立优化调度模型并应用改进算法求解。... 详细信息

金沙江下游—三峡已形成六库联合调度格局,调度维数增多,约束庞杂交织,优化目标多样,给调度方案制定带来极大困难。针对传统粒子群算法求解调度模型寻优能力不足的难题,提出多种群引力粒子群算法,建立优化调度模型并应用改进算法求解。算法测试和应用结果表明,多种群引力粒子群算法寻优性能更加先进,更适用于求解梯级水库优化调度问题。实例表明,上游龙头电站通过减少自身发电量可以使下游电站和梯级发电量增加。

关键词：水库群优化调度粒子群算法算法改进梯级水库金沙江下游三峡

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面向梯级水库多目标优化调度的进化算法研究

水利学报 2020年第12期51卷 1441-1452页

作者：纪昌明马皓宇彭杨华北电力大学水利与水电工程学院北京102206

实际工程中以梯级水库多目标优化调度为代表的大规模高维多目标优化问题,其优化难度是一般方法所难以应对的。为此本文提出一种新型的多目标粒子群算法LMPSO,其包含了基于超体积指标Ihk的适应值分配方法与基于问题变换的搜索空间降维策... 详细信息

实际工程中以梯级水库多目标优化调度为代表的大规模高维多目标优化问题,其优化难度是一般方法所难以应对的。为此本文提出一种新型的多目标粒子群算法LMPSO,其包含了基于超体积指标Ihk的适应值分配方法与基于问题变换的搜索空间降维策略,以有效处理问题的高维目标向量与大规模决策变量。将该算法应用于溪洛渡-向家坝梯级水库的中长期多目标优化调度中,并与4种知名算法的计算结果进行对比分析,验证LMPSO在求解该类问题上的卓越性能。由此为多目标优化调度高质量非劣解集的获取提供一种可靠的方法,并为下一步的多目标调度决策提供有力的数据支持。

关键词：多目标优化梯级水库调度大规模优化高维多目标优化

金沙江下游梯级电站汛期及蓄水期调度策略研究

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中国农村水利水电 2023年第10期 230-239页

作者：刘亚新徐杨马皓宇卢佳汪涛叶德震中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002 智慧长江与水电科学湖北省重点实验室湖北宜昌443002

金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座水电站是长江防洪体系的重要组成部分。乌东德和白鹤滩水电站的建成运行,一方面使防洪调度的灵活性大大提高,另一方面也使得四座水库如何配合才能充分发挥梯级综合效益的问题变得更加复杂... 详细信息

金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座水电站是长江防洪体系的重要组成部分。乌东德和白鹤滩水电站的建成运行,一方面使防洪调度的灵活性大大提高,另一方面也使得四座水库如何配合才能充分发挥梯级综合效益的问题变得更加复杂。以金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝梯级电站为研究对象,构建梯级电站优化调度模型,采用非线性规划和改进逐步优化混合算法求解,并基于长系列来水分析了梯级电站汛期及蓄水期的优化调度策略。结果表明:不同的来水条件下梯级电站呈现出不同的水库运用差异,若来水整体偏枯,则乌东德、溪洛渡、向家坝先释放防洪库容,白鹤滩后释放防洪库容;若来水前期偏枯后期偏丰,则乌东德、溪洛渡先释放防洪库容,白鹤滩、向家坝后释放防洪库容;若来水前期偏丰后期偏枯,则乌东德、白鹤滩、溪洛渡先释放防洪库容,向家坝后释放防洪库容;若来水整体偏丰,则乌东德、白鹤滩先释放防洪库容,溪洛渡、向家坝后释放防洪库容;四库防洪库容的运用随来水特征呈现出不同的分配比例。来水占比与梯级释放防洪库容占比呈现出较强的线性相关关系,通过线性拟合函数可以估计出各月的梯级防洪库容释放量。研究成果可为金沙江下游梯级电站的调度提供参考。

关键词：金沙江下游梯级电站梯级电站优化调度聚类调度策略

梯级水库短期优化调度模型的精细化与GPU并行实现

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水利学报 2019年第5期50卷 535-546页

作者：纪昌明马皓宇吴嘉杰俞洪杰彭杨华北电力大学可再生能源学院

目前制约梯级水库短期优化调度在实际工程中应用的主要瓶颈有:所构建的优化模型存在不合理的简化策略,所选择的求解算法无法保证解的质量以及模型的计算时间远超规定时长。为解决上述问题,本文首先构建精细至水电站各机组工作特性的优... 详细信息

目前制约梯级水库短期优化调度在实际工程中应用的主要瓶颈有:所构建的优化模型存在不合理的简化策略,所选择的求解算法无法保证解的质量以及模型的计算时间远超规定时长。为解决上述问题,本文首先构建精细至水电站各机组工作特性的优化调度模型,接着通过二重嵌套动态规划(DP)计算给定模拟精度下的高质量解,并针对算法固有的'维数灾'问题,一方面通过数据压缩与数据库技术降低程序的内存占用量,另一方面将GPU并行加速技术首次引入水库调度领域,通过OpenACC实现算法的GPU并行以减少计算时间。最后通过潘口、小漩梯级水库日优化调度的实例研究与对比分析得出:精细模型较传统模型能更好地贴合电站的实际工况,提高梯级系统的发电效益;内存占用缩减策略的引入能有效降低算法的空间复杂度;GPU并行较传统的CPU并行能大幅提升算法的求解速度。由此为短期优化调度的理论发展与算法'维数灾'的处理提供借鉴。

关键词：精细化模型嵌套动态规划 GPU并行短期优化调度维数灾

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铜基载氧体催化电厂烟气脱氧研究

燃料化学学报（中英文） 2024年第6期52卷 839-849页

作者：司马皓王雪峰邓存宝太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

电厂烟气主要成分为N_(2)、CO_(2)和部分O_(2),将电厂烟气注入矿井采空区可实现CO_(2)封存,并替代注氮气防治遗煤自燃,但是烟气中的O_(2)是造成遗煤自燃的因素之一。因此,亟待开发一种经济有效的催化剂来脱除电厂烟气中的O_(2)。本研究... 详细信息

电厂烟气主要成分为N_(2)、CO_(2)和部分O_(2),将电厂烟气注入矿井采空区可实现CO_(2)封存,并替代注氮气防治遗煤自燃,但是烟气中的O_(2)是造成遗煤自燃的因素之一。因此,亟待开发一种经济有效的催化剂来脱除电厂烟气中的O_(2)。本研究采用共沉淀法,通过调变载体和负载量可控制备了铜基催化剂和系列xCuO/CeO_(2)催化剂,利用BET、XRD、ICP、TEM、H_(2)-TPR和XPS等手段对催化剂进行了表征,并建立催化剂结构与催化电厂烟气脱氧性能之间的构效关系。结果表明,CeO_(2)的加入提高了CuO的分散性、增加了催化剂的氧空位,提高了催化剂的活性和还原氧化性能,Cu-Ce界面结构的协同效应促进了还原氧化过程,表现出良好的活性和循环稳定性。30CuO/CeO_(2)由于其CuO颗粒尺寸最小、分散性最高、氧空位浓度最高,表现出较优的催化电厂烟气脱氧性能。本研究为开发低成本可循环使用、高活性和高稳定性的脱氧催化剂提供了参考。

关键词：化学链燃烧 CuO/CeO_(2) 氧化还原界面结构氧空位

新型数字基础设施如何影响中国制造业GVC参与?

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贵州财经大学学报 2024年第1期 31-40页

作者：戴翔马皓巍南京审计大学江苏南京211815 江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心江苏南京210013

当前,新型基础设施能够产生各种积极的经济效应,虽然已被理论和实证研究广泛证实,但现有研究鲜有关注其对制造业全球价值链(GVC)参与的影响。在研究视角上,与现有文献关注于传统基础设施不同,本文着重从新型数字基础设施的作用视角,探... 详细信息

当前,新型基础设施能够产生各种积极的经济效应,虽然已被理论和实证研究广泛证实,但现有研究鲜有关注其对制造业全球价值链(GVC)参与的影响。在研究视角上,与现有文献关注于传统基础设施不同,本文着重从新型数字基础设施的作用视角,探讨影响中国参与全球价值链分工的因素,从而拓展和深化有关中国参与全球价值链影响因素的认识。在研究内容上,本文在理论和实证层面分析新型数字基础设施对中国参与全球价值链产生影响的作用机制,可从新型数字基础设施建设角度,探寻促进中国攀升全球价值链的更好对策建议。在研究方法上,尤其是在全球价值链分工地位的指标构建上,本文还尝试突破现有文献构建指标的不足,创新性地从企业层面构建能够更好地反映全球价值链分工地位的科学指标。研究结果在中国制造业亟待进一步深度融入全球价值链、提升全球价值链分工地位,进而迈向高水平开放的关键阶段,有着重要的政策启示作用。

关键词：新型数字基础设施全球价值链分工地位

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基于可行域搜索映射的并行动态规划

水利学报 2018年第6期49卷 649-661页

作者：纪昌明马皓宇李传刚李宁宁俞洪杰华北电力大学可再生能源学院北京102206

为解决传统动态规划在处理水库群联合优化调度时面临的约束处理机制选择和计算时间长的问题,引入映射思想,基于映射和集合论知识构建可行域搜索映射模型,并结合动态规划的并行性,提出基于可行域搜索映射的并行动态规划。该算法通过构建... 详细信息

为解决传统动态规划在处理水库群联合优化调度时面临的约束处理机制选择和计算时间长的问题,引入映射思想,基于映射和集合论知识构建可行域搜索映射模型,并结合动态规划的并行性,提出基于可行域搜索映射的并行动态规划。该算法通过构建时段可行搜索空间和并行模式,以规避无效状态组合计算并充分发挥计算机多核优势,提高计算效率。以李仙江流域三库联合调度为实例进行研究,从年发电量、计算耗时等方面将改进算法与传统动态规划以及逐步优化算法(POA)进行详细的对比分析。结果表明,该算法能在保证解全局收敛性的前提下减少计算耗时,制定梯级水库最优调度策略。

关键词：映射可行域并行动态规划联合调度