遺傳算法在烏魯瓦提水庫優化調度中的應用研究

潘 婷,雷曉云,靳 ,李芳松

(新疆農業大學 水利與土木工程學院,新疆烏魯木齊830052)

0 引 言

烏魯瓦提水庫是一個綜合利用水庫,它以往的調度方式是用常規調度方法調度的,該方法較為死板,不能很好的對水庫進行調度。本文提出一種近幾年較新的優化算法—遺傳算法,并建立了以年發電量最大為目標兼顧下游其他用水目標的優化調度模型。該算法采用實數編碼,在可行區域內進行全局搜索克服了傳統優化算法容易誤入局部最優的缺點。

1 烏魯瓦提水庫優化調度模型的建立

烏魯瓦提水利樞紐工程位于新疆和田地區和田河西支流喀拉喀什河中游,多年平均流量69.5 m3/s,多年徑流量 21.9×108m3[1],具有灌溉、防洪、發電、改善生態等綜合效益,是該流域上唯一的控制性骨干工程[2]。水庫正常蓄水位1 962 m,防洪限制水位1 959.5 m,死水位1 924 m。

從烏魯瓦提水庫的綜合效益可以知道烏魯瓦提水庫調度是一個多目標問題,具體有防洪、生態保護、排沙、灌溉、發電這5個目標,本文將以水庫的年發電量為目標,其他目標轉化為約束條件建立模型。

1.1 目標函數

發電量越大越好目標

式中:E(t)為年發電量,單位:108kw·h,t=1,2…12月。

1.2 約束條件

1.2.1 水庫調度水量平衡(狀態轉移方程)約束

式中:Vt+1為第t時段末即第t+1時段初水庫庫容,Vt為第t時段初水庫庫容,Qt為第t時段平均入庫流量,qt為第t時段平均出庫流量,dt為第t時段秒數。(因滲透及蒸發量所占比例很少,此處不考慮)t=1,2…12月。

1.2.2 灌溉供水流量約束

式中:W灌mint為第t時段灌溉供水流量下限值,W灌t為第t時段灌溉供水流量,W灌maxt為第t時段灌溉供水流量上限值。……