流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)研究

王友兵

四川涼山水洛河電力開發(fā)有限公司 四川成都 610000

通過將先進(jìn)的智能技術(shù)、通信技術(shù)應(yīng)用在梯級(jí)水電站決策管理過程中，建立起功能完善的梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)，能夠切實(shí)為流水電站調(diào)度工作提供更加有利的數(shù)據(jù)支持，增強(qiáng)梯級(jí)水電站信息管控水平，對(duì)滿足當(dāng)前水電站建設(shè)與運(yùn)營管理目標(biāo)意義重大。

1 流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)主要就是對(duì)水電站運(yùn)行全過程及內(nèi)部設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施管控。通過使用先進(jìn)的信息技術(shù)及優(yōu)化控制理論知識(shí)，制定出更加科學(xué)專項(xiàng)的化解方案，在保障水電站內(nèi)設(shè)施安全可靠運(yùn)行的前提下，控制水電站發(fā)電期間的資源利用率，從根本上增強(qiáng)水電站運(yùn)行全過程的經(jīng)濟(jì)效益。

國外發(fā)達(dá)國家于20世紀(jì)70年代便陸續(xù)開展了對(duì)于梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)研發(fā)工作，水電站計(jì)算機(jī)優(yōu)化調(diào)度管理水平較高。帶來了更加顯著的綜合效益。

我國流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)研發(fā)工作線處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段。通過在梯級(jí)水電站聯(lián)合調(diào)度過程中使用輔助決策方式，使城市水資源利用規(guī)劃及用水分配問題得到了極大程度改善[1]。同時(shí)，當(dāng)下梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)還引用了先進(jìn)的地理信息技術(shù)與專家系統(tǒng)，切實(shí)提升了梯級(jí)水電站在實(shí)際調(diào)度期間的數(shù)據(jù)利用率，通過對(duì)調(diào)度方案進(jìn)行仿真及模型化研究，使水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)內(nèi)部功能得到了進(jìn)一步優(yōu)化。

2 流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)思路

在流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要開發(fā)出針對(duì)水電調(diào)度決策管理工作的智能化程序軟件，切實(shí)提升決策結(jié)果的專項(xiàng)性及精準(zhǔn)度，為調(diào)度人員實(shí)際工作提供更加有力的數(shù)據(jù)支持。因此在水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，需要首先做好水庫入庫徑流預(yù)測(cè)工作，細(xì)致分析梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度過程中的發(fā)電效應(yīng)以及實(shí)際消耗量，最大限度控制水電站消耗成本。細(xì)致研究企業(yè)效益以及發(fā)電期間的能耗損失量，對(duì)制定出的梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策方案進(jìn)行對(duì)比分析，使制定出的決策內(nèi)容可滿足綜合利益最大化發(fā)展目標(biāo)。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)內(nèi)部，主要包括輸入及輸出接口、調(diào)度決策控制系統(tǒng)、調(diào)度數(shù)據(jù)庫以及專家決策系統(tǒng)。在輸入輸出接口設(shè)計(jì)過程中，需要借助自動(dòng)或人工方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入及輸出管理，要求梯級(jí)水電站的水文預(yù)報(bào)以及優(yōu)化調(diào)度工作需要在人機(jī)交互界面直觀展現(xiàn)出來，為后期輔助決策系統(tǒng)在線調(diào)度工作提供重要的前期預(yù)測(cè)參考依據(jù)。在調(diào)度決策控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要其能夠肩負(fù)起控制數(shù)據(jù)庫及信息部的重要職責(zé)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部各模塊之間的關(guān)系，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。在設(shè)計(jì)專家知識(shí)庫期間，需要嚴(yán)格考慮水電站輔助現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際可操作性能，確保制定出的調(diào)度決策方案能夠切實(shí)滿足水電站運(yùn)行需求[2]。通過將梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度經(jīng)驗(yàn)輸入至知識(shí)庫內(nèi)，對(duì)輔助決策方案內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫過程中，應(yīng)當(dāng)做好水電站工程信息、水文信息、預(yù)報(bào)信息等管控工作，通過集中收集與處理此些信息數(shù)據(jù)，為制定出合理的優(yōu)化調(diào)度方案提供重要理論輔助。

3 建立流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)模型

通過建立流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)模型，幫助相關(guān)工作人員對(duì)比分析各調(diào)度方案優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)。要求模型內(nèi)部應(yīng)當(dāng)增設(shè)系統(tǒng)的專家知識(shí)庫以及相關(guān)專業(yè)評(píng)判準(zhǔn)則[3]。借助梯級(jí)水電站運(yùn)行調(diào)度實(shí)例成果數(shù)據(jù)，對(duì)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化。梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)模型內(nèi)部需要設(shè)置時(shí)間、入庫流量以及區(qū)間流量等參數(shù)數(shù)值為變量，因汛期及非汛期梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度方式存在較大差異，可將模型劃分為汛期與非汛期為規(guī)則組，判斷水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策方案制定期間所用規(guī)則，從根本上提升調(diào)度決策過程中的實(shí)際效率增強(qiáng)決策系統(tǒng)推理速度。流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)模型還可以將上年度中汛期入庫流量作為學(xué)習(xí)樣本，建立汛期場(chǎng)次調(diào)度規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)，確保模型內(nèi)容可以全面反映出梯級(jí)流域水電站優(yōu)化調(diào)度條件及要點(diǎn)。

4 流域梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)軟件功能

為從根本上發(fā)揮出梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)運(yùn)行期間的積極作用，還應(yīng)當(dāng)明確系統(tǒng)運(yùn)行過程中各類功能。具體來說，要求系統(tǒng)具備協(xié)同辦公功能，將優(yōu)化調(diào)度決策方案內(nèi)部數(shù)據(jù)在各部門進(jìn)行及時(shí)公開與共享。依照水電站信息管理實(shí)踐內(nèi)容，對(duì)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一級(jí)分別錄入，從根本上提升水電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)利用率。要求做決策系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具備交互式預(yù)報(bào)功能，通過細(xì)致分析水電站徑流預(yù)測(cè)與調(diào)度計(jì)算結(jié)果，對(duì)可能出現(xiàn)的水電站運(yùn)行險(xiǎn)情進(jìn)行及時(shí)預(yù)報(bào)，從根本上保證水電站運(yùn)行過程中的安全可靠性。增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)度輔助決策功能，基于調(diào)度專家經(jīng)驗(yàn)及人機(jī)交互平臺(tái)，不斷優(yōu)化調(diào)度輔助決策內(nèi)容。

總而言之，為使流域梯級(jí)水電站在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)揮出重要作用，需要建立起功能更加完善的流域梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度輔助決策系統(tǒng)，通過將智能技術(shù)、決策支持理論整合在一起，設(shè)計(jì)出全面精準(zhǔn)的水電站優(yōu)化調(diào)度決策模型，確保得出的決策結(jié)果能夠切實(shí)提升水電站運(yùn)行期間的綜合效益。