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分析TRMM卫星降水在径流模拟中的输入不确定性

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北京师范大学学报（自然科学版） 2020年第2期56卷 298-306页

作者：马秋梅熊立华张验科纪昌明华北电力大学可再生能源学院北京102206 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

具有较高时空分辨率的卫星降水估计(satellite precipitation estimate,SPE)越来越多地被应用于水文模拟.但是由于包含误差,SPE在水文应用中会带来输入不确定性,相关问题尚未研究清楚.本研究旨在量化两种降水输入:卫星降水产品(热带降... 详细信息

具有较高时空分辨率的卫星降水估计(satellite precipitation estimate,SPE)越来越多地被应用于水文模拟.但是由于包含误差,SPE在水文应用中会带来输入不确定性,相关问题尚未研究清楚.本研究旨在量化两种降水输入:卫星降水产品(热带降水观测任务tropical rainfall measurement mission,TRMM)和相应的站点降水,分别驱动两个水文模型(集总式Ge′nie rural(GR)模型和分布式coupled routing and excess storage(CREST)模型,进行降雨-径流过程模拟时的多源不确定性.使用方差分解法对多源不确定性组分进行划分.为验证所提框架的有效性,选择赣江流域外洲水文站的径流进行模拟.结果表明:卫星降水和站点降水驱动下CREST模拟所得总不确定性,均低于对应情况下GR模拟所得结果;且在两种降水产品和两个水文模型结合的四种情景中,卫星降水驱动CREST模型模拟所得输入不确定性最低.上述结果表明,分布式CREST模型比集总式GR模型能更好地利用TRMM卫星降水的空间分布信息.

关键词：不确定性分析卫星降水 TMPA 水文应用效果

基于创新实践能力的水文随机分析研究生课程教学内容的改革

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教育教学论坛 2019年第47期 101-102页

作者：门宝辉华北电力大学可再生能源学院

创新能力的培养是研究生阶段的关键,与本科生阶段学习的区别就在于创新,所以,本科阶段学习的是知识,研究生阶段培养的是创新能力。首先要有创新意识,才能向创新能力的提高上发展。如何培养学生研究生阶段学习的创新意识,就要贯穿到研究... 详细信息

创新能力的培养是研究生阶段的关键,与本科生阶段学习的区别就在于创新,所以,本科阶段学习的是知识,研究生阶段培养的是创新能力。首先要有创新意识,才能向创新能力的提高上发展。如何培养学生研究生阶段学习的创新意识,就要贯穿到研究生学位课程的教学内容的设置和课堂教学的引领上。文章以水文学及水资源硕士学位基础课水文随机分析为例,阐述在课程教学内容上如何促进研究生创新能力和创新实践的意识,为水文学及水资源专业的研究生科研创新能力的提高奠定基础。

关键词：水文随机分析创新实践能力研究生教育科研创新

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电力系统补充电站多目标规划模型研究与应用

水力发电学报 2020年第5期39卷 36-50页

作者：纪昌明赵亚威马皓宇张验科苏阳悦华北电力大学可再生能源学院北京102206 广东省水文局惠州水文分局广东惠州516001

针对电力系统缺电情况下的电力电量平衡,考虑补充水电站或火电站两种形式,以运行期内总费用现值最小与补充电站装机容量最小为目标,建立补充电站多目标规划模型。采用约束法将目标2转换为在上下限区间内取值的约束条件,使原多目标问题... 详细信息

针对电力系统缺电情况下的电力电量平衡,考虑补充水电站或火电站两种形式,以运行期内总费用现值最小与补充电站装机容量最小为目标,建立补充电站多目标规划模型。采用约束法将目标2转换为在上下限区间内取值的约束条件,使原多目标问题转化为电力系统经济规划单目标优化问题,并利用改进的逐步优化算法对模型进行求解,有效缓解了模型维数灾问题,并得到了高质量的Pareto近似最优解集,最后基于理想点法从中挑选出最佳方案作为最终决策。云南地区电网实例研究表明:所建模型能够同时考虑补充电站类型、装机容量以及电力系统经济规划,采用的算法能够确定符合实际情况的合理补充电站方案,对电力系统补充电站有一定参考价值。

关键词：电力电量平衡补充电站规划多目标电力系统经济规划改进逐步优化算法

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水文随机分析课程教学改革的初步探索

教育教学论坛 2018年第51期 85-86页

作者：门宝辉华北电力大学可再生能源学院北京102206

水文随机分析是华北电力大学水利工程一级学科水文学及水资源专业的一门学位课程。主要讲授随机分析的理论方法在水文水资源领域的应用,包括经典的自回归AR模型、滑动平均(MA)模型、平稳自回归滑动平均(ARMA)模型、季节性自回归滑动平... 详细信息

水文随机分析是华北电力大学水利工程一级学科水文学及水资源专业的一门学位课程。主要讲授随机分析的理论方法在水文水资源领域的应用,包括经典的自回归AR模型、滑动平均(MA)模型、平稳自回归滑动平均(ARMA)模型、季节性自回归滑动平均模型等内容。但是,随着小波技术、经验模态分解方法的不断完善,为水文随机分析提供了新的思路。从水文随机分析的课程大纲的修订、教材的编写、视频课程的录制等方面,教学水文随机分析课程的教学改革,使该课程成为硕士研究生开展专业领域研究的一门工具,为研究生开展科学研究提供方法论的支持。

关键词：水文随机分析自回归模型教学改革科学研究的方法论

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基于小波支持向量机的径流预测性能优化分析

水力发电学报 2017年第10期36卷 45-55页

作者：周婷金菊良李荣波纪昌明李继清安徽农业大学水利工程系合肥230036 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所合肥230009 华北电力大学可再生能源学院北京102206

中长期径流预测是水库调度的重要前提和难点问题。在数据驱动预测模型已有研究基础上,提出了基于小波分解的参数优化支持向量机(WD-SVM-PSO)预测模型,实现了对历史径流过程的分频预处理、分类训练、参数优化及交叉验证,从样本数据、模... 详细信息

中长期径流预测是水库调度的重要前提和难点问题。在数据驱动预测模型已有研究基础上,提出了基于小波分解的参数优化支持向量机(WD-SVM-PSO)预测模型,实现了对历史径流过程的分频预处理、分类训练、参数优化及交叉验证,从样本数据、模型参数、训练机制三方面对预测模型性能进行优化。采用淮河流域响洪甸水库1959—2014年径流过程进行模型验证,结果表明:WD-SVM-PSO模型预测合格率为93%,且具有良好的泛化性能,有效规避了过拟合现象;进一步通过对照试验仿真,定量揭示了耦合预测模型三方面要素所起的作用大小依次为:样本数据预处理>训练模型>模型参数。该结论可为分析和完善数据驱动径流预测模型、提高径流预测精度和可靠性提供参考借鉴。

关键词：年径流预测小波分解支持向量机性能优化分析响洪甸水库

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南水北调中线水进京后对当地供水格局的影响

水电能源科学 2018年第12期36卷 21-24,29页

作者：门宝辉吴智健田巍华北电力大学可再生能源学院能源安全与清洁利用北京市重点实验室北京102206 中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学地理科学与资源研究所北京100049

为分析南水北调中线水进京后对京供水格局的影响,构建了有无外调水两种情景下的水资源优化配置模型,以2000～2014年北京市用水数据为基础,预测分析了2015年北京市有无外调水情景下的水资源配置,并与2015年实际情况进行比较。结果表明,... 详细信息

为分析南水北调中线水进京后对京供水格局的影响,构建了有无外调水两种情景下的水资源优化配置模型,以2000～2014年北京市用水数据为基础,预测分析了2015年北京市有无外调水情景下的水资源配置,并与2015年实际情况进行比较。结果表明,外调水进京后,地下水使用量显著减少,从提供生活用水转向提供环境用水;地表水使用量相对减少最为明显,再生水对外调水的敏感性最强,农业用水在再生水中占比显著增加。研究成果可为外调水进京后的水资源高效利用提供依据。

关键词：供水格局当地水资源南水北调中线水北京市

独立海岛终端一体化系统下电动汽车的投放数量规划研究

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中国电机工程学报 2019年第7期39卷 2005-2016页

作者：王泽森唐艳梅门向阳曹军王海风华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

在综合能源系统与电动汽车技术高速发展的背景下,该文选取独立海岛的能源系统作为典型综合能源系统。针对实际独立海岛能源系统结构,构建以可再生能源发电与补给能源为源端,常规负荷与车辆耗能为终端的一体化系统。以海岛终端一体化系... 详细信息

在综合能源系统与电动汽车技术高速发展的背景下,该文选取独立海岛的能源系统作为典型综合能源系统。针对实际独立海岛能源系统结构,构建以可再生能源发电与补给能源为源端,常规负荷与车辆耗能为终端的一体化系统。以海岛终端一体化系统运行成本最低为目标,考虑系统安全运行约束的同时,结合居民用车习惯的概率模型,模拟居民不同用车心理风险水平下,电动汽车与燃油汽车规划的投放数量。并根据不同规划结果,分析冬季和夏季典型日下系统运行成本与电力平衡情况。结果表明,居民用车心里风险水平对规划电动汽车投放数量以及系统运行成本有很大影响,为电动汽车在独立海岛上推广和发展提供了新的规划思路。

关键词：独立海岛综合能源系统电动汽车用车习惯风险水平

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水火电联合调峰电力电量平衡优化模型

人民长江 2020年第1期51卷 230-236页

作者：纪昌明赵亚威张验科苏阳悦华北电力大学可再生能源学院北京102206 广东省水文局惠州水文分局广东惠州516001

水火电联合调峰情况下,以弃水电量最小为原则的电力电量平衡计算未考虑火电站的经济运行方式,存在一定的不足。从电力系统经济运行角度出发,以火电站运行煤耗成本与水电站弃水电量机会损失成本之和为系统总成本,建立了总成本最小的电力... 详细信息

水火电联合调峰情况下,以弃水电量最小为原则的电力电量平衡计算未考虑火电站的经济运行方式,存在一定的不足。从电力系统经济运行角度出发,以火电站运行煤耗成本与水电站弃水电量机会损失成本之和为系统总成本,建立了总成本最小的电力电量平衡优化模型。模型求解方面,考虑到机组组合优化和经济负荷分配问题的求解难度,采用了双层嵌套寻优算法,外层采用枚举法进行机组组合遍历寻优,内层采用等微增率法进行煤耗最小寻优。以云南省滇中区域电网典型日平衡计算为例,分别按照总成本最小模型和弃水电量最小模型计算了水火电调峰运行过程。计算结果表明:前者虽然弃水电量机会损失大于后者,但火电煤耗成本远小于后者,系统总成本更小。

关键词：电力电量平衡弃水电量经济运行水火电联合调峰

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大坝可接受风险水平确定方法研究

水力发电学报 2019年第4期38卷 136-145页

作者：王丽萍李宁宁马皓宇张验科纪昌明华北电力大学可再生能源学院北京102206

F-N曲线法是一种通过直观图解描述风险频率(F)与后果(N)间关系的曲线,常与最低合理可行(as low as reasonably practicable,ALARP)准则相结合来确定社会风险可接受水平。现行方法中存在参数的确定缺乏理论依据、主观性强,且对于不同地... 详细信息

F-N曲线法是一种通过直观图解描述风险频率(F)与后果(N)间关系的曲线,常与最低合理可行(as low as reasonably practicable,ALARP)准则相结合来确定社会风险可接受水平。现行方法中存在参数的确定缺乏理论依据、主观性强,且对于不同地区、不同风险类别通用性差等问题。本文针对上述问题提出了融合风险矩阵的改进F-N曲线。通过风险矩阵有效衔接现有风险规范,并提出了风险单元等级划分定性与定量相结合的方法,基于此将风险矩阵转化为F-N曲线。在大坝可接受风险水平研究的基础上,阐述了该方法的具体实现过程,并对比分析了与传统方法的差异和联系,比较结果说明改进后的F-N曲线较传统曲线更加规范、合理,且易于推广应用到其他类型的风险研究与计算中。

关键词：大坝风险风险频率-后果曲线风险矩阵可接受水平规范