水利調度最佳化技術
正文
採用系統分析方法擬定水利工程系統最佳化調度方案的技術。由於水文現象的隨機性，各用戶對水量和水位的要求又不盡相同，使得水利調度十分複雜。為擬定最佳化調度方案而採用的最佳化技術涉及到水文學、徑流調節理論、經濟評價、現代套用數學和最佳化理論，以及電子計算機技術及實時控制等多種專門知識。發展概況 水利調度最佳化理論的研究和實施開始於20世紀40年代至50年代初期。當時主要是套用古典最佳化理論，研究單目標水庫的最佳調度（運行）方案。自50年代中期以來，由於現代套用數學和電子計算機技術的迅速發展，系統分析方法和最佳化理論逐步被引入到水利工程運行調度中來，並與過去傳統調度技術相結合，使得水利調度最佳化技術得到了更快的發展，在實踐上已見成效。中國自20世紀50年代後期開始進行這方面的研究。70年代以來，結合生產實踐，在一些大型水庫及水電站（如柘溪、豐滿、新安江、獅子灘等水電站，以及丹江口水利樞紐和黃河上游梯級電站、古田溪梯級電站等）擬定了最佳化調度方案，通過實施使發電效益及綜合利用效益均有一定的提高。
擬定最佳化調度方案步驟 包括：明確所研究問題的內容和邊界條件，確定預期目標，建立數學模型；選擇適當的最佳化方法，對數學模型求解；檢驗模型效果。
建立數學模型 ①擬定輸入函式──徑流過程，根據徑流描述方法，可分為隨機徑流過程和確定性徑流過程;②根據工程運用準則和效益函式，建立目標函式;③按照工程規模、設備能力、系統邊界條件以及特定的限制條件等建立約束方程；④建立水量平衡和能量平衡方程（狀態方程）。
模型求解 求解方法一般為:在一定約束條件下,求目標函式的最優解。早期曾利用多元函式求無條件（不考慮約束條件）極值,利用拉格朗日乘子求條件極值,利用變分法求泛函(目標函式用泛函表示)極值等。這類方法由於不適應隨機模型求解，而在套用上受到局限。自20世紀50年代中期以來，較廣泛地套用動態規劃法（包括微分動態規劃、增量動態規劃等）擬定水庫最佳化策略，能較好地解決隨機過程和多種約束條件的求解問題。對於多庫或多種水利工程聯合調度，常套用系統的分解和協調理論，分層次求解統一調度的最優策略。
效果檢驗 一般採用長系列水文資料分別進行最佳化方案和常規方案調度計算，要求最佳化方案在滿足各種約束條件(包括正常供水或供電)的前提下，經濟效果（發電量或供水量）較常規方案為佳。
