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基于遗传算法的水库综合利用优化调度研究

作　者: 潘婷
导　师: 雷晓云
学　校: 新疆农业大学
专　业: 农业水土工程
关键词: 水库数学模型遗传算法优化调度
分类号: TV697.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

人与自然和谐发展是世界性的长期战略目标,保护生态环境是关键。塔里木河流域的生态恶化、环境受到严重破坏,威胁到了人类生存,受到国务院及政府的关注,为制止生态的进一步恶化,制定了塔里木河流域综合治理规划,其中对三源流输水提出每年保证向塔里木河输水的水量要求。和田河作为源流之一每年要向塔里木河输水9亿m3,但近几年,由于水资源不合理利用,和田河却很难完成生态输水任务。本文研究对象为和田河支流喀拉喀什河上流域控制性水库——乌鲁瓦提水库,它的调度运行对流域来水的分配有着至关重要的作用,直接影响到和田河向塔河输水任务能否完成。乌鲁瓦提水库是个综合利用水库,不仅有配合和田河另一支流共同完成向塔河输水的生态保护任务,还承担者灌溉、发电、防洪等任务,所以在用水紧张的形势下,如何寻求一种水库综合利用的优化方法显得尤为重要。在阅读大量国内外水库优化调度文章的基础上,分析比较水库调度各种优化方法的优缺点之后,本文通过建立水库综合利用优化调度模型,运用遗传优化算法对模型求解实现水库的优化调度,并将优化结果与常规算法调度结果相比较,对优化结果作了分析与评价。主要研究内容及结论如下：(1)分析流域来水特点和水库下游用水情况,确定下游综合用水要求,为水库合理调度提供了可靠数据资料。分析水库各个功能目标任务和它们之间相互矛盾制约关系并绘制了水库系统功能结构图,分析了水库调度现状中出现的不足之处,理论结合实践为水库建立优化模型提供有力的指导。(2)根据对水库功能目标分析,结合调度经验拟定水库调度原则,建立了以主要功能目标发电量最大为目标函数,将灌溉、防洪、生态输水目标转化为约束条件来描述的综合利用优化模型。并把现实调度中水资源分配极不平衡以及6-7月运行水位过低影响发电量等问题,通过对流量控制和提高水位运行范围等约束条件得以解决。(3)介绍了遗传算法理论,结合乌鲁瓦提水库实际情况对算法进行了设计操作,确定变异概率、交叉概率、群体规模等算法相关参数,通过visual basic 6.0语言编制了算法程序,对不同代表年来水资料进行了多次运行计算。从供水、发电等方面分析比较了优化调度结果与以往常规算法等流量调节法计算结果,并且解决了实际调度中出现的问题,是较为理想的水库优化利用方法,为以后水库调度运行提供了理论依据。

基于遗传算法的水库综合利用优化调度研究

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