姘村簱璋冨害PPT課件

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第八章水庫(kù)調(diào)度第一節(jié)水庫(kù)調(diào)度的意義及調(diào)度圖第二節(jié)水庫(kù)的興利調(diào)度第三節(jié)水庫(kù)的防洪調(diào)度第四節(jié)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度簡(jiǎn)介1.

1第一節(jié)水庫(kù)調(diào)度的意義及調(diào)度圖前面討論的都是水利水電規(guī)劃方面的問(wèn)題，核心內(nèi)容是論證工程方案的經(jīng)濟(jì)可行性，并選定水電站及水庫(kù)的主要參數(shù)。待工程建成以后，領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)和管理單位最為關(guān)心的問(wèn)題是如何將工程的設(shè)計(jì)效益充分發(fā)揮出來(lái)，為社會(huì)主義四化建設(shè)多做貢獻(xiàn)。但是，生產(chǎn)實(shí)踐中水利工程尤其是水庫(kù)工程的管理上存在一定的困難。2.

2主要原因是：水庫(kù)工程的工作情況與所在河流的水文情況密切有關(guān)，而天然的水文情況是多變的，即使有較長(zhǎng)的水文資料也不可能完全掌握未來(lái)的水文變化。目前水文和氣象預(yù)報(bào)科學(xué)的發(fā)展水平還不能作出足夠精確的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，對(duì)河川徑流的未來(lái)變化只能作一般性的預(yù)測(cè)。因此，如管理不當(dāng)常可能造成損失，這種損失或者是因洪水調(diào)度不當(dāng)帶來(lái)的，或者是因不能保證水利部門(mén)的正常供水而引起，也可能是因不能充分利用水資源或水能資源而造成。3.

3在難以確切掌握天然來(lái)水的情況下，管理上?？赡艹霈F(xiàn)各種問(wèn)題。例如，在擔(dān)負(fù)有防洪任務(wù)的綜合利用水利樞紐上，若僅從防洪安全的角度出發(fā)，在整個(gè)汛期內(nèi)都要留出全部防洪庫(kù)容，等待洪水的來(lái)臨，這樣在一般的水文年份中，水庫(kù)到汛期后可能蓄不到正常蓄水位，因此減少了充分利用興利庫(kù)容來(lái)獲利的可能性，得不到最大的綜合效益。反之，若單純從提高興利效益的角度出發(fā)，過(guò)早將防洪庫(kù)容蓄滿，則汛末再出現(xiàn)較大洪水時(shí)，就會(huì)措手不及，甚至造成損失嚴(yán)重的洪災(zāi)。從供水期水電站的工作來(lái)看，也可能出現(xiàn)類似的問(wèn)題。4.

4在供水期初如水電站過(guò)分地增大了出力。則水庫(kù)很早放空，當(dāng)后來(lái)的天然水量不能滿足要求水電站保證的出力時(shí)，則系統(tǒng)的正常工作將遭受破壞；反之，如供水期初水電站發(fā)出的出力過(guò)小，到枯水期末還不能騰空水庫(kù)，而后來(lái)的天然來(lái)水流量又可能很快蓄滿水庫(kù)并開(kāi)始棄水，這樣就不能充分利用水能資源，白白浪費(fèi)了大量能源。顯然，也是很不經(jīng)濟(jì)的。5.

5為了避免上述因管理不當(dāng)而造成損失，或?qū)⑦@種損失減少到最低程度，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)水庫(kù)的運(yùn)行根據(jù)比較理想的規(guī)則進(jìn)行合理的控制，換句話說(shuō)，要提出合理的水庫(kù)調(diào)度的方法進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度。為此，應(yīng)根據(jù)已有水文資料，分析和掌握徑流變化的一般規(guī)律，作為水庫(kù)調(diào)度的依據(jù)。6.

6水庫(kù)調(diào)度常根據(jù)水庫(kù)調(diào)度圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)度圖由一些基本調(diào)度線組成，這些調(diào)度線是具有控制性意義的水庫(kù)蓄水量（或水位）變化過(guò)程線，是根據(jù)過(guò)去水文資料和樞紐的綜合利用任務(wù)給制出的。有了這利圖后，我們即可根據(jù)水利樞紐在某一時(shí)刻的水庫(kù)蓄水情況及其在調(diào)度圖中相應(yīng)的工作區(qū)域，決定該時(shí)刻的水庫(kù)操作方法。水庫(kù)基本調(diào)度圖如圖8-1（P.164）、圖8-2（P.165）所示。7.

78.

89.

9應(yīng)該指出，水庫(kù)調(diào)度圖不僅可用以指導(dǎo)水庫(kù)的運(yùn)行調(diào)度，增加編制各部門(mén)生產(chǎn)任務(wù)的預(yù)見(jiàn)性和計(jì)劃性，提高各水利部門(mén)的工作可靠性和水量利用率，更好地發(fā)揮水庫(kù)的綜合利用作用；同時(shí)也可用來(lái)合理決定和校核水電站的主要參數(shù)（正常蓄水位、死水位及裝機(jī)容量等）以及水電站的動(dòng)能指標(biāo)（出力和發(fā)電量）。大型水利樞紐在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段也常用調(diào)度圖來(lái)反映綜合利用要求，以及它們內(nèi)在的矛盾，以便尋求解決矛盾的途徑。10.

10繪制水庫(kù)調(diào)度圖的基本依據(jù)主要有：⑴來(lái)水徑流資料，包括時(shí)歷特性資料（如歷年逐月或旬的平均來(lái)水流量資料）和統(tǒng)計(jì)特性資料（如年或月的頻率特性曲線）；⑵水庫(kù)特性資料和下游水位、流量關(guān)系資料；⑶水庫(kù)的各種興利特片水位和防洪特征水位等；⑷水電站水輪機(jī)運(yùn)行綜合特性曲線和有壓引水系統(tǒng)水頭損失特性等；⑸水電站保證出力較，它表示為了保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行而要求水電站每月必需發(fā)出的平均出力（如圖6-8，P.130）；⑹其他綜合利用要求，如灌溉、航運(yùn)等部門(mén)的要求。11.

11由于水庫(kù)調(diào)度圖是根據(jù)過(guò)去的水文資料繪制出來(lái)的，因此它只是反映了以往資料中幾個(gè)帶有控制性的典型情況，而未能包括將來(lái)可能出現(xiàn)的各種徑流特性。實(shí)際來(lái)水量變化情況處編制調(diào)度圖時(shí)所依據(jù)的資料是不盡相同的，如果機(jī)械地按調(diào)度圖操作水庫(kù)，就可能出現(xiàn)不合理的結(jié)果，如發(fā)生大量棄水或者汛末水庫(kù)蓄不滿等情況。因此，為了能夠使水庫(kù)做到有計(jì)劃的蓄水、泄水和利用水，充分發(fā)揮水庫(kù)的調(diào)蓄作用，獲得盡可能大的綜合利用效益，必須把調(diào)度圖和水文預(yù)報(bào)結(jié)合起來(lái)考慮，根據(jù)水文預(yù)報(bào)成果和各部門(mén)的實(shí)際需要進(jìn)行合理的水庫(kù)調(diào)度。12.

12第二節(jié)水庫(kù)的興利調(diào)度一、年調(diào)節(jié)水電站水庫(kù)基本調(diào)度線1、供水期基本調(diào)度線的繪制在水電站水庫(kù)正常蓄水位和死水位已定的情況下，年調(diào)節(jié)水電站供水期水庫(kù)調(diào)度的任務(wù)是：對(duì)于保證率等于及小于設(shè)計(jì)保證率的來(lái)水年份，應(yīng)在發(fā)足保證出力的前提下，盡量利用水庫(kù)的有效蓄水（包括水量及水頭的利用）加大出力，使水庫(kù)在供水期末泄放至死水位。對(duì)于設(shè)計(jì)保證率以外的特枯年份，應(yīng)在充分利用水庫(kù)有效蓄水的前提下，盡量減少水電站正常工作的破壞程度。供水期水庫(kù)基本調(diào)度線就是為完成上述調(diào)度任務(wù)而繪制的。13.

13應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，在防洪與興利結(jié)合的水庫(kù)調(diào)度中，必須把水庫(kù)的安全放在首位，要保證設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的安全運(yùn)用。水庫(kù)在防洪保障方面的作用是要保護(hù)國(guó)家和人民群眾的最根本利益，尤其當(dāng)工程還存在一定隱患和其他不安全因素時(shí)，水庫(kù)調(diào)度中更要全面考慮工程安全，特別是大壩安全對(duì)洪水調(diào)度的要求，興利效益務(wù)必要服從防洪調(diào)度統(tǒng)一安排，通過(guò)優(yōu)化調(diào)度，把可能出現(xiàn)的最高洪水位控制在水庫(kù)安全允許的范圍內(nèi)。在此大前提下，再統(tǒng)籌安排滿足下游防洪和各興利部門(mén)的要求。根據(jù)水電站保證出力圖與各年流量資料以及水庫(kù)特性等，用列表法或圖解法由死水位逆時(shí)序進(jìn)行水能計(jì)算，可以得到各種年份指導(dǎo)水庫(kù)調(diào)度的蓄水指示線，如圖8-1（a）（P.164）所示。14.

14圖8-1（a）上的ab線系根據(jù)設(shè)計(jì)枯水年資料作出。它的意義是：天然來(lái)水情況一定時(shí)，使水電站在供水期按照保證出力圖工作，各時(shí)刻水庫(kù)應(yīng)有的水位。設(shè)計(jì)枯水年供水期初如水庫(kù)水位在b處（Z蓄），則按保證出力圖工作到供水期末時(shí)，水庫(kù)水位恰好消落到a（Z死）。由于各種水文年天然來(lái)水量及其分配過(guò)程不同，如按照同樣的保證出力圖工作，則可以發(fā)現(xiàn)天然來(lái)水愈豐的年份，其蓄水指示線的位置愈低[圖8-1（a）上②線]，意即對(duì)來(lái)水較豐的年份即使水庫(kù)蓄水量少一些，仍可按保證出力圖工作，滿足電力系統(tǒng)電力電量平衡的要求；反之，來(lái)水愈枯的年份其指示線位置愈高[圖8-1（a）上③線]。15.

15在實(shí)際運(yùn)行中，由于事先不知道來(lái)水屬于何種年份，只好繪出典型水文年的供水期水庫(kù)蓄水指示線，然后在這些曲線的右上邊作一條上包線AB[圖8-1（b），P.165]作為供水期的上基本調(diào)度線。同樣，在這些曲線的左下邊作下包線CD，作為下基本調(diào)度線。兩基本調(diào)度線間的這個(gè)區(qū)域稱為水電站保證出力工作區(qū)。只要供水期水庫(kù)水位一直處在該范圍內(nèi)，則不論天然來(lái)水情況如何，水電站均能按保證出力圖工作。實(shí)際上，只要設(shè)計(jì)枯水年供水期的水電站正常工作能得到保證，豐水年、中水年供水期的正常工作得到保證是不會(huì)有問(wèn)題的。因此，在水庫(kù)調(diào)度中可取各種不同典型的設(shè)計(jì)枯水年供水期蓄水指示線的上、下包線作為供水期基本調(diào)度線，來(lái)指導(dǎo)水庫(kù)和運(yùn)用。16.

16基本調(diào)度線的繪制步驟可歸納如下：（1）選擇符合設(shè)計(jì)保證率的若于典型年，并對(duì)之進(jìn)行必要的修正，使它滿足兩個(gè)條件，一是典型年供水期平均出力應(yīng)等于或接近保證出力，二是供水期終止時(shí)刻應(yīng)與設(shè)計(jì)保證率范圍內(nèi)多數(shù)年份一致。為此，可根據(jù)供水期平均出力保證率曲線，選擇4~5個(gè)等于或接近保證出力的年份作為典型年。將各典型年的逐時(shí)段流量分別乘以各年的修正系數(shù)，以得出計(jì)算用的各年流量過(guò)程（具體方法參見(jiàn)“工程水文學(xué)”）。（2）對(duì)各典型年修正后的來(lái)水過(guò)程，按保證出力圖自供水期末死水位開(kāi)始進(jìn)行逐時(shí)段（人）的水能計(jì)算，逆時(shí)序倒算至供水期初，求得各年供水期按保證出力圖工作所需的水庫(kù)蓄水指示線。（3）取各典型年指示線的上、下包線，即得供水期上、下基本調(diào)度線。上基本調(diào)度線表示水電站按保證出力圖工作時(shí)，各時(shí)刻所需的最高庫(kù)水位，利用它就使水庫(kù)管理人員在任何年供水期中（特枯年例外）有可能知道水庫(kù)中何時(shí)有多余水量，可以使水電站加大出力工作，以充分利用水資源。下基本調(diào)度線表示水電站按保證出力圖工作所需的最低庫(kù)水位。當(dāng)某時(shí)刻庫(kù)水位低于該線所表示的庫(kù)水位時(shí)，水電站就要降低出力工作了。17.

17運(yùn)行中為了防止由于汛期開(kāi)始較遲，較長(zhǎng)時(shí)間在低水位運(yùn)行引起水電站出力的劇烈下降而帶來(lái)正常工作的集中破壞，可將兩條基本調(diào)度線結(jié)束于同一時(shí)刻，即結(jié)束于洪水最遲的開(kāi)始時(shí)間。處理方法是：將下調(diào)度線（圖8-2上的虛線）水平移動(dòng)至通過(guò)A點(diǎn)[圖8-2（a）]，或?qū)⑾抡{(diào)度線的上端與上調(diào)度線的下端連起來(lái)，得出修正后的下基本調(diào)度線[圖8-2（b）]。18.

182、蓄水期基本調(diào)度線的繪制一般地說(shuō)，水電站在豐水期除按保證出力圖工作外，還有多余水量可供利用。水電站蓄水期水庫(kù)調(diào)度的任務(wù)是：在保證水電站工作可靠性和水庫(kù)蓄滿的前提下，盡量利用多余水量加大出力，以提高水電站和電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。蓄水期基本調(diào)度線就是為完成上述重要任務(wù)而繪制的。水庫(kù)蓄水期上、下基本調(diào)度線的繪制，也是先求出許多水文年的蓄水期水庫(kù)水位指示線，然后作它們的上、下包線求得。這些基本調(diào)度線的繪制，也可以和供水期一樣采用典型年的方法，即根據(jù)前面選出的若干設(shè)計(jì)典型年修正后的來(lái)水過(guò)程，對(duì)各年蓄水期從正常蓄水位開(kāi)始，按保證出力圖進(jìn)行出力為已知情況的水能計(jì)算，逆時(shí)序倒算求得保證水庫(kù)蓄滿的水庫(kù)蓄水指示線。19.

19為了防止由于汛期開(kāi)始較遲而過(guò)早降低庫(kù)水位引起正常工作的破壞，常常將下調(diào)度線的起點(diǎn)h′向后移至洪水開(kāi)始最遲的時(shí)刻h點(diǎn)，并作gh光滑曲線，如圖8-3（P.165）所示。20.

20上面介紹了采用各典型年的供、蓄水期分別繪制基本調(diào)度線的方法，但有時(shí)也用各典型年的供、蓄水期的水庫(kù)蓄水指示線連續(xù)繪出的方法，即自死水位開(kāi)始逆時(shí)序倒算至供水期初，對(duì)接著算至蓄水期初再回到死水位為止，然后取整個(gè)調(diào)節(jié)期的上、下包線作為基本調(diào)度線。21.

213、水庫(kù)基本調(diào)度圖將上面求得的供、蓄水期基本調(diào)度線繪在同一張圖上，就可得到基本調(diào)度圖，如圖8-4（P.165）所示。該圖上由基本調(diào)度線劃分為五個(gè)主要區(qū)域：（1）供水期出力保證區(qū)（A區(qū)）。當(dāng)水庫(kù)水位在此區(qū)域時(shí)，水電站可按保證出力圖工作，以保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行；（2）蓄水期出力保證區(qū)（B區(qū)）。其意義同上；（3）加大出力區(qū)（C區(qū)）。當(dāng)水庫(kù)水位在此區(qū)域內(nèi)時(shí)，水電站可以加大出力（大于保證出力圖規(guī)定的）工作，以充分利用水能資源；（4）供水期出力減小區(qū)（D區(qū)）。當(dāng)水庫(kù)水位在此區(qū)域內(nèi)時(shí)，水電站應(yīng)及早減小出力（小于保證出力圖所規(guī)定的）工作；（5）蓄水期出力減小區(qū)（E區(qū)）。其意義同上。22.

22二、多年調(diào)節(jié)水電站水庫(kù)基本調(diào)度線1、繪制方法及其特點(diǎn)如果調(diào)節(jié)周期歷時(shí)比較穩(wěn)定，多年調(diào)節(jié)水電站水庫(kù)基本調(diào)度線的繪制，原則上可用和年調(diào)節(jié)水庫(kù)相同的原理及方法。所不同的是要以連續(xù)的枯水年系列和連續(xù)的豐水年系列來(lái)繪制基本調(diào)度線。但是，往往由于水文資料不足，包括的水庫(kù)供水周期和蓄水周期數(shù)目較少，不可能將各種豐水年與枯水年的組合情況全包括進(jìn)去，因而作出的這樣曲線是不可靠的。同時(shí)，方法比較繁雜，使用也不方便。因此，實(shí)際上常采用較為簡(jiǎn)化的方法，即計(jì)算典型年法。其特點(diǎn)是不研究多年調(diào)節(jié)的全周期，而只研究連續(xù)枯水系列的第一年和最后一年的水庫(kù)工作情況。23.

232、計(jì)算典型年及其選擇為了保證連續(xù)枯水年系列內(nèi)都能按水電站保證出力圖工作，只有當(dāng)多年調(diào)節(jié)水庫(kù)的多年庫(kù)容蓄滿后還有多余水量時(shí)，才能允許水電站加大出力運(yùn)行；在多年庫(kù)容放空，而來(lái)水又不足發(fā)保證出力時(shí)，才允許降低出力運(yùn)行。根據(jù)這樣的基本要求，我們來(lái)分析枯水年系列第一年和最后一年的工作情況。對(duì)于枯水年系列的第一年，如果該年末多年庫(kù)容仍能夠蓄滿，也就是該年供水期不足水量可由其蓄水期多余水量補(bǔ)充，而且該年來(lái)水正好滿足按保證出力圖工作所需要的水量，那么根據(jù)這樣的來(lái)水情況繪出的水庫(kù)醫(yī)療費(fèi)水指示線即為上基本調(diào)度線。顯然，當(dāng)遇到來(lái)水情況豐于按保證出力圖工作所需要的水量時(shí)，可以允許水電站加大出力運(yùn)行。24.

24根據(jù)上面的分析，選出的計(jì)算典型年最好應(yīng)具備這樣的條件：該年的來(lái)水正好等于按保證出力圖工作所需要的水量。我們可以在水電站的天然來(lái)水資料中，選出符合所述條件而且徑流年內(nèi)分配不同的若干年份為典型年，然后對(duì)這些年的各月流量值進(jìn)行必要修正，即得計(jì)算典型年。對(duì)于枯水年系列的最后一年，如果該年年初水庫(kù)多年庫(kù)容雖已經(jīng)放空，但該年來(lái)水正好滿足按保證出力圖工作的需要，因此，到年末水庫(kù)水位雖達(dá)到死水位，但仍沒(méi)有影響電力系統(tǒng)的正常工作，則根據(jù)這種來(lái)水情況繪制的水庫(kù)蓄水指示線，即可以作為水庫(kù)下基本調(diào)度線。只有遇到水庫(kù)多年庫(kù)容已經(jīng)放空且來(lái)水小于按保證出力圖工作所需要的水量時(shí)，水電站才不得不限制出力運(yùn)行。25.

253、基本調(diào)度線的繪制根據(jù)上面選出的各計(jì)算典型年，即可繪制多年調(diào)節(jié)水庫(kù)的基本調(diào)度線。先對(duì)每一個(gè)年份按保證出力圖自蓄水期正常蓄水位，逆時(shí)序倒算（逐月計(jì)算）至蓄水期初的年消落水位。然后再自供水期末從年消落水位倒算至供水期初相應(yīng)的正常蓄水位。這樣就求得各年按保證出力圖工作的水庫(kù)蓄水指示線，如圖8-5（P.167）上的虛線。取這些指示線的上包線即得上基本調(diào)度線（圖8-5上的1線）。26.

26同樣，對(duì)枯水處系列最后一年的各計(jì)算典型年，供水期末自死水位開(kāi)始按保證出力圖逆時(shí)序計(jì)算至蓄水期初又回到死水位為止，求得各年逐月按保證出力圖工作時(shí)的水庫(kù)蓄水指示線。取這些線的下包線作為下基本調(diào)度線。將上、下基本調(diào)度線同繪于一張圖上，即構(gòu)成多年調(diào)節(jié)水庫(kù)基本調(diào)度圖，如圖8-5所示。圖上A、C、D區(qū)的意義同年調(diào)節(jié)水庫(kù)基本調(diào)度圖，這里的A區(qū)就等同于圖8-4上的A、B兩區(qū)。27.

27三、加大出力和降低出力調(diào)度線1、加大出力調(diào)度線在水電站實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，供水期初總是先按保證出力圖工作。但運(yùn)行至ti時(shí)，發(fā)現(xiàn)水庫(kù)實(shí)際水位比該時(shí)刻水庫(kù)上調(diào)度線相應(yīng)的水位高出△Zi（圖8-6，P.167）。相應(yīng)于△Zi的這部分水庫(kù)蓄水，稱為可調(diào)余水量。可用它來(lái)加大水電站出力，但如何合理利用，必須根據(jù)具體情況來(lái)分析。一般來(lái)講，有以下三種運(yùn)用方式：（1）立即加大出力。使水庫(kù)水位在時(shí)段末ti+1就落在上調(diào)度線上（圖8-6上①線）。這種方式對(duì)水量利用比較充分，但出力不夠均勻。（2）后期集中加大出力（圖8-6上②線）。這種方式可使水電站較長(zhǎng)時(shí)間處于較高水頭下運(yùn)行，對(duì)發(fā)電有利，但出力也不夠均勻。如汛期提前來(lái)臨，還可能發(fā)生棄水。（3）均勻加大出力（圖8-6上③線）。這種方式使水電站出力均勻，也能充分利用水能資源。當(dāng)分析確定余水量利用方式后，可用圖解法或列表法求算加大出力調(diào)度線。28.

282、降低出力調(diào)度線如水電站按保證出力圖工作，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間至ti時(shí)，由于出現(xiàn)特枯水情況，水庫(kù)供水的結(jié)果使水庫(kù)水位處于下調(diào)度線以下，出現(xiàn)不足水量。這時(shí)，系統(tǒng)正常工作難免要遭受破壞。對(duì)這種情況，水庫(kù)調(diào)度有以下三種方式：（1）立即降低出力。使水庫(kù)蓄水在ti+1時(shí)就回到下調(diào)度線上（圖8-6上④線）。這種方式一般引起的破壞強(qiáng)度較小，破壞時(shí)間也比較短；（2）后期集中降低出力（圖8-6上⑤線）。水電站一直按保證出力圖工作，水庫(kù)有效蓄水放空后按天然流量工作。如果此時(shí)不蓄水量很小，將引起水電站出力的劇烈降低。這種調(diào)度方式比較簡(jiǎn)單，且系統(tǒng)正常工作破壞的持續(xù)時(shí)間較短，但破壞強(qiáng)度大是其最大缺點(diǎn)。采用這種方式時(shí)應(yīng)持慎重態(tài)度。（3）均勻降低出力（圖8-6上⑥線）。這種方式使破壞時(shí)間長(zhǎng)一些，但破壞強(qiáng)度最小。一般情況下，常按上述第三種方式繪制降低出力線。將上、下基本調(diào)度線及加大出力和降低出力調(diào)度線同繪于一張圖上就構(gòu)成了以發(fā)電為主要目的的調(diào)度全圖。根據(jù)它可以比較有效地指導(dǎo)水電站的運(yùn)行。29.

29四、有綜合利用任務(wù)的水庫(kù)調(diào)度概述編制興利綜合利用水庫(kù)的調(diào)度圖時(shí)，首先遇到的一個(gè)重要問(wèn)題是各用水部門(mén)的設(shè)計(jì)保證率不同，例如發(fā)電和供水的設(shè)計(jì)保證率一般較高，而灌溉和航運(yùn)的一般較低。在繪制調(diào)度線時(shí)，應(yīng)根據(jù)綜合利用原則，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)要求得到較好的協(xié)調(diào)，使水庫(kù)獲得較好的綜合利用效益。30.

30灌溉、航運(yùn)等部門(mén)從水庫(kù)上游側(cè)取水時(shí)，一般可先從天然來(lái)水中扣去引取的水量，再根據(jù)剩下來(lái)的天然來(lái)水用前述方法繪出水庫(kù)調(diào)度線。但是，應(yīng)注意到各部門(mén)用水在要求保證程度上的差異。例如發(fā)電與灌溉的用水保證率是不同的，目前一般是從水庫(kù)不同頻率的天然來(lái)水中或相應(yīng)的總調(diào)節(jié)水量中，扣除不同保證率的灌溉用水，再以此進(jìn)行水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算。對(duì)等于和小于灌溉設(shè)計(jì)保證率相應(yīng)的來(lái)水年份，一般按正常灌溉用水扣除，對(duì)保證率大于灌溉設(shè)計(jì)保證率但小于發(fā)電設(shè)計(jì)保證率的來(lái)水年份，按折減后的灌溉用水扣除（例如折減二至三成等）。31.

31對(duì)與發(fā)電設(shè)計(jì)保證率相應(yīng)的來(lái)水年份，原則上也應(yīng)扣除折減后的灌溉用水，但如計(jì)算時(shí)段的庫(kù)水位消落到相應(yīng)時(shí)段的灌溉引水控制水位以下時(shí)，則可不扣除。總之，在從天然來(lái)水中扣除某些需水部門(mén)的用水量時(shí)，應(yīng)充分考慮到各部門(mén)的用水特點(diǎn)。當(dāng)綜合利用用水部門(mén)從水庫(kù)下游取水（對(duì)航運(yùn)來(lái)說(shuō)是要求保持一定流量），而又未用再調(diào)節(jié)水庫(kù)等辦法解決各用水部門(mén)間及與發(fā)電的矛盾，那么應(yīng)將各用水部門(mén)的要求都反映在調(diào)度線中。32.

32這時(shí)調(diào)度圖上的保證供水區(qū)要分為上、下兩個(gè)區(qū)域。在上保證供水區(qū)中各用水部門(mén)的正常供水均應(yīng)得到保證，而在下保證供水區(qū)中保證率高的用水部門(mén)應(yīng)得到正常供水，對(duì)保證率低的部門(mén)要實(shí)行折減供水。上、下兩個(gè)保證供水區(qū)的分界線姑且稱它為中基本調(diào)度線。這時(shí)調(diào)度圖上的保證供水區(qū)要分為上、下兩個(gè)區(qū)域。在上保證供水區(qū)中各用水部門(mén)的正常供水均應(yīng)得到保證，而在下保證供水區(qū)中保證率高的用水部門(mén)應(yīng)得到正常供水，對(duì)保證率低的部門(mén)要實(shí)行折減供水。上、下兩個(gè)保證供水區(qū)的分界線姑且稱它為中基本調(diào)度線。33.

33圖8-7（P.168）所示是某多年調(diào)節(jié)綜合利用水庫(kù)的調(diào)度圖，圖中A區(qū)是發(fā)電和灌溉的保證供水區(qū)，A′區(qū)是發(fā)電的保證供水區(qū)和灌溉的折減供水區(qū)，D和C區(qū)代表的意義同前。對(duì)于綜合利用水庫(kù)，其上基本調(diào)度線是根據(jù)設(shè)計(jì)保證率較低（例如灌溉要求的80%）的代表年和正常供水的綜合頊水圖經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)算后作成，中基本調(diào)度線是根據(jù)保證率較高（例如發(fā)電要求的95%）的設(shè)計(jì)代表年和降低供水的綜合需水圖經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)算后作出，具體做法與前面介紹的相同。34.

34綜合需水圖的作法：作這種綜合需水圖時(shí)，要特別重視各部門(mén)的引水地點(diǎn)、時(shí)間和用水特點(diǎn)。例如同一體積的水量同時(shí)給若干部門(mén)使用時(shí)，綜合需水圖上只要表示出各部門(mén)需水量中的控制數(shù)字，不要把各部門(mén)的需水量全部加在一起。我們舉一簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明其作法。某水庫(kù)的基本用戶為灌溉、航運(yùn)（保證率均為80%）和發(fā)電（95%），發(fā)電后的水量可給航運(yùn)和灌溉用，灌溉水要從水電站下游引走。各部門(mén)各月要求保證的流量列入表8-1（P.169）中。綜合需水圖的縱坐標(biāo)值也列入同一表中。35.

3536.

36作降低供水的綜合需水圖時(shí)，是根據(jù)這樣的原則：①保證率高的部門(mén)的用水量仍要保證；②保證率低的部門(mén)的用水量可以適當(dāng)縮減，本例中采取灌溉和航運(yùn)用水均打八折。其具體數(shù)值列入表8-2（P.169）中。37.

37第三節(jié)水庫(kù)的防洪調(diào)度對(duì)于以防洪為主的水庫(kù)，在水庫(kù)調(diào)度中當(dāng)然應(yīng)首先考慮防洪的需要，對(duì)于以興利為主結(jié)合防洪的水庫(kù)，要考慮防洪的特殊性，《中華人民共和國(guó)水法》中明確規(guī)定，“開(kāi)發(fā)利用水資源應(yīng)當(dāng)服從防洪的總體安排”，故對(duì)這類水庫(kù)，所劃定的防洪庫(kù)容在汛期調(diào)度運(yùn)用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格服從防洪的要求，決不能因水庫(kù)是興利為主而任意侵占防洪庫(kù)容。應(yīng)該承認(rèn)，防洪和興利在庫(kù)容利用上的矛盾是客觀存在的。就防洪來(lái)講，要求水庫(kù)在汛期預(yù)留充足的庫(kù)容，以備攔蓄可能發(fā)生的某種設(shè)計(jì)頻率的洪水，保證下游防洪及大壩的安全。就興利來(lái)講，總希望汛初就能開(kāi)始蓄水，保證汛末能蓄滿興利庫(kù)容，以補(bǔ)充枯水期的不足水量。但是，只要認(rèn)真掌握徑流的變化規(guī)律，通過(guò)合理的水庫(kù)調(diào)度是可以消除或緩和矛盾的。38.

38一、防洪庫(kù)容和興利庫(kù)容有可能結(jié)合的情況對(duì)位于雨型河流上的水庫(kù)，如歷年洪水漲落過(guò)程平穩(wěn)，洪水起止日期穩(wěn)定，豐枯季節(jié)界限分明，河川徑流變化規(guī)律易于掌握，那么防洪庫(kù)容和興利庫(kù)容就有可能部分結(jié)合甚至完全結(jié)合。根據(jù)水庫(kù)的調(diào)節(jié)能力及洪水特性，防洪調(diào)度線的繪制可分為以下三種情況。39.

39（一）防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容完全結(jié)合，汛期防洪庫(kù)容為常數(shù)對(duì)于這種情況，可根據(jù)設(shè)計(jì)洪水可能出現(xiàn)的最遲日期tk，在興利調(diào)度圖的上基本調(diào)度線上定出b點(diǎn)[圖8-8（a），P.170]，該點(diǎn)相應(yīng)水位即為汛期防洪限制水位。由它與設(shè)計(jì)洪水位（與正常蓄水位重合）即可確定攔洪庫(kù)容值。根據(jù)這庫(kù)容值和設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，經(jīng)調(diào)洪演算得出水庫(kù)蓄水量變化過(guò)程線（對(duì)一定的溢洪道方案）。然后將該線移到水庫(kù)興利調(diào)度圖上，使其起點(diǎn)與上基本調(diào)度線上的b點(diǎn)相合，由此得出的abc線以上的區(qū)域F即為防洪限制區(qū)，c點(diǎn)相應(yīng)的時(shí)間為汛期開(kāi)始時(shí)間。在整個(gè)汛期內(nèi)，水庫(kù)蓄水量一超過(guò)此線，水庫(kù)即應(yīng)以安全下泄量或閘門(mén)全開(kāi)進(jìn)行泄洪。為便于掌握，可對(duì)下游防洪標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的洪水過(guò)程線處下游安全泄量，從汛期防洪限制水位開(kāi)始進(jìn)行調(diào)洪演算，推算出防洪高水位。在實(shí)際運(yùn)行中遇到洪峰，先以下游安全泄量放水，到水庫(kù)中水位超過(guò)防洪高水位時(shí)，則將閘門(mén)全開(kāi)進(jìn)行泄洪，以確保大壩安全。40.

40（二）防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容完全結(jié)合，但汛期防洪庫(kù)容隨時(shí)間變化這情況是分期洪水防洪調(diào)度問(wèn)題。如果河流的洪水規(guī)律性較強(qiáng)，汛期愈到后期洪量愈小，則為了汛末能蓄存更多的水來(lái)興利，可以采取分段抬高汛期防洪限制水位的方法來(lái)繪制防洪調(diào)度線。應(yīng)將整個(gè)汛期劃分為幾個(gè)時(shí)段？這應(yīng)從氣象上找到根據(jù)，從分析本流域形成大洪水的天氣系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律入手，找出一般的、普遍的大致時(shí)限，從偏于安全的角度劃分為幾期，分期不宜過(guò)多，時(shí)段劃分不宜過(guò)短。另外，還可從統(tǒng)計(jì)上了解洪水在汛期出現(xiàn)的規(guī)律，如點(diǎn)繪洪峰出現(xiàn)時(shí)間分布圖，統(tǒng)計(jì)各個(gè)時(shí)段內(nèi)洪峰出現(xiàn)次數(shù)、洪峰平均流量、平均洪水總量等，以探求其變化規(guī)律。現(xiàn)選用一個(gè)分三段的實(shí)例，三段的洪水過(guò)程線如圖8-8（b）所示。41.

41作防洪調(diào)度線時(shí)，先對(duì)最后一段[圖8-8（b）中的t2~t3段]進(jìn)行計(jì)算，調(diào)度線的具體作法同前，然后決定第二段（t1~t2）攔洪庫(kù)容，這時(shí)要在t2時(shí)刻從設(shè)計(jì)洪水位逆時(shí)序進(jìn)行計(jì)算，推算出該段的防洪限制水位。用同法對(duì)第一段（t0~t1）進(jìn)行計(jì)算，推求出該段的Z汛限。連接abdfg線，即為防洪調(diào)度線。應(yīng)該說(shuō)明，影響洪水的因素甚多，即使在洪水特性相當(dāng)穩(wěn)定一河流上，用任何一種設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線很難在時(shí)間上和形式上包括未來(lái)洪水可能發(fā)生的各種情況。因此，為可靠起見(jiàn)，應(yīng)按同樣方法求出若干條防洪蓄水限制線，然后取其下包線作為防洪調(diào)度線。42.

42（三）防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容部分結(jié)合的情況在這種情況下，防洪調(diào)度線的繪法與情況（1）相同。如果情況（1）中的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線變大或者它保持不變而下泄流量值減?。▓D8-9，P.171），則水庫(kù)蓄水量變化過(guò)程線變?yōu)閎a′。將其移到水庫(kù)調(diào)度圖上的b點(diǎn)處時(shí)，a′點(diǎn)超出Z蓄而到Z設(shè)洪的位置。這時(shí)只有部分庫(kù)容是共用庫(kù)容（圖8-9中的③所示），專用攔洪庫(kù)容（圖8-9中的④所示）就是因比情況（一）降低下泄流量而增加的攔洪庫(kù)容攔洪。43.

43二、防洪庫(kù)容和興利庫(kù)容完全不結(jié)合的情況如果汛期洪水猛漲猛落，洪水起迄日期變化無(wú)常，沒(méi)有明顯規(guī)律可循，則不得不采用防洪庫(kù)容和興利庫(kù)容完全分開(kāi)的辦法。從防洪安全要求出發(fā)，應(yīng)按洪水最遲來(lái)臨情況預(yù)留防洪庫(kù)容。這時(shí)，水庫(kù)正常蓄水位即是防洪限制水位，作為防洪下限邊界控制線。對(duì)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線根據(jù)擬定的調(diào)度規(guī)則進(jìn)行調(diào)洪演算，可得出設(shè)計(jì)洪水位（對(duì)應(yīng)于一定的溢洪道方案）。應(yīng)該說(shuō)明，即使從洪水特性來(lái)看，防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容難以結(jié)合，但如做好水庫(kù)調(diào)度工作，仍可實(shí)現(xiàn)部分結(jié)合。例如，興利部門(mén)在汛前加大用水就可騰出部分庫(kù)容，或者在大洪水來(lái)臨前加大泄水量就可預(yù)留出部分庫(kù)容。由此可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)防洪預(yù)報(bào)調(diào)度就可促使防洪與興利的結(jié)合。這種措施的效果是顯著的，但如使用不當(dāng)也可能帶來(lái)危害。因此，使用時(shí)必須十分慎重。最好由水庫(kù)管理單位與科研單位、高等院校合作進(jìn)行專門(mén)研究，提出從實(shí)際出發(fā)的、切實(shí)可行的水庫(kù)調(diào)度方案，并經(jīng)上級(jí)主管部門(mén)審查批準(zhǔn)后付諸實(shí)施。我國(guó)有些水庫(kù)管理單位已有這方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可供借鑒。應(yīng)該指出，這里常遇到復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)決策問(wèn)題。44.

44第四節(jié)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度簡(jiǎn)介上面介紹用時(shí)歷法繪制的水電站水庫(kù)調(diào)度圖，概念清楚，使用方便，得到比較廣泛的應(yīng)用。但是，在任何年份，不管來(lái)水豐枯，只要在某一時(shí)刻的庫(kù)水位相同，就采取完全相同的水庫(kù)調(diào)度方式是存在缺陷的。實(shí)際上各年來(lái)水變化很大，如不能針對(duì)面臨時(shí)段變化的來(lái)水流量進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度，必須考慮當(dāng)時(shí)來(lái)水流量變化的特點(diǎn)，即在某一具體時(shí)刻t，要確定面臨時(shí)段的最優(yōu)出力，不僅需要當(dāng)時(shí)的水庫(kù)水位，還要根據(jù)當(dāng)時(shí)水庫(kù)來(lái)水流量。因此，水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的基本內(nèi)容是：根據(jù)水庫(kù)的入流過(guò)程，遵照優(yōu)化調(diào)度準(zhǔn)則，運(yùn)用最優(yōu)化方法，尋求比較理想的水庫(kù)調(diào)度方案，使發(fā)電、防洪、灌溉、供水等各部門(mén)在整個(gè)分析期內(nèi)的總效益最大。45.

45目前較為廣泛采用的是在滿足各綜合利用水利部門(mén)一定要求的前提下水電站群發(fā)電量最大的準(zhǔn)則。常見(jiàn)的表示方法有：⑴在滿足電力系統(tǒng)水電站群總保證出力一定要求的前提下（符合規(guī)定的設(shè)計(jì)保證率），使水電站群的年發(fā)電量期望值最大，這樣可不至于發(fā)生因發(fā)電量絕對(duì)值最大而引起保證出力降低的情況。⑵對(duì)火電為主、水電為輔的電力系統(tǒng)中的調(diào)峰、調(diào)頻電站，使水電站供水期的保證電能值最大。⑶對(duì)水電為主、火電為輔的電力系統(tǒng)中的水電站，使水電站群的總發(fā)電量最大，或者使系統(tǒng)總?cè)剂舷淖钚?，也有用電能損失最小來(lái)表示的。46.

46根據(jù)實(shí)際情況選定優(yōu)化準(zhǔn)則后，表示該準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)式，就是進(jìn)行以發(fā)電為主水庫(kù)的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度工作時(shí)所用的目標(biāo)函數(shù)，而其他條件如工程規(guī)模、設(shè)備能力以及各種限制條件（包括政策性限制）和調(diào)度時(shí)必須考慮的邊界條件，統(tǒng)稱為約束條件，也可以用數(shù)學(xué)式來(lái)表示。根據(jù)前面介紹的興利調(diào)度，可以知道編制水庫(kù)調(diào)度方案中蓄水期、供水期的上、下基本調(diào)度線問(wèn)題，均是多階段決策過(guò)程的最優(yōu)化問(wèn)題。每一計(jì)算時(shí)段（例如1個(gè)月）就是一個(gè)階段，水庫(kù)蓄水位就是狀態(tài)變量，各綜合利用部門(mén)的用水量和水電站的出力、發(fā)電量均為決策變量。47.

47多階段決策過(guò)程是指這樣的過(guò)程，如將它劃分為若干互相有聯(lián)系的階段，則在它的每一個(gè)階段都需要作出決策，并且某一階段的決策確定以后，常常不僅影響下一階段的決策，而且影響整個(gè)過(guò)程的綜合效果。各個(gè)階段所確定的決策構(gòu)成一個(gè)決策序列，通常稱它為一個(gè)策略。由于各階段可供選擇的決策往往不止一個(gè)，因而就組合成許多策略供我們選擇。因?yàn)椴煌牟呗裕湫Ч膊煌?，多階段決策過(guò)程的優(yōu)化問(wèn)題，就是要在提供選擇的那些策略中，選出效果最佳的最優(yōu)策略。48.

48動(dòng)態(tài)規(guī)劃是解決多階段決策過(guò)程最優(yōu)化的一種方法。所以國(guó)內(nèi)許多單位都在用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的原理研究水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。當(dāng)然，動(dòng)態(tài)規(guī)劃在一定條件下也可以解決一些與時(shí)間無(wú)關(guān)的靜態(tài)規(guī)劃中的最優(yōu)化問(wèn)題，這時(shí)只要人為地引進(jìn)“時(shí)段”因素，就可變?yōu)橐粋€(gè)多階段決策問(wèn)題。例如，最短路線問(wèn)題地求解，也可利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃。動(dòng)態(tài)規(guī)劃的概念和基本原理較直觀，易理解，方法較靈活，常為人們所喜用，故在工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生產(chǎn)及軍事等部門(mén)有廣泛應(yīng)用。許多問(wèn)題利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃去解決，常比線性規(guī)劃或非線性規(guī)劃更有效。不過(guò)當(dāng)維數(shù)（或者狀態(tài)變量）超過(guò)三個(gè)以上時(shí)，解題時(shí)需要計(jì)算機(jī)的貯存量相當(dāng)大，或者必須研究采用新的解算方法。這是動(dòng)態(tài)規(guī)劃的主要弱點(diǎn)，在采用時(shí)須留意。49.

49可以這么說(shuō)，動(dòng)態(tài)規(guī)劃是靠遞推關(guān)系從終點(diǎn)逐時(shí)段向始頭方向?qū)と∽顑?yōu)化解的一種方法。然而，單純的遞推關(guān)系是不能保證獲得最優(yōu)解的，一定要通過(guò)最優(yōu)化原理的應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)。關(guān)于最優(yōu)化原理，結(jié)合水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的情況來(lái)講，就是若將水電站某一運(yùn)行時(shí)間（例如水庫(kù)供水期）按時(shí)間順序劃分為t0至tn個(gè)時(shí)刻，劃分成n個(gè)相等的時(shí)段（例如月）。設(shè)以某時(shí)刻ti為基準(zhǔn)，則稱t0至ti為以往時(shí)期，ti至ti+1為面臨時(shí)段，ti+1至tn為余留時(shí)期。水電站在這些時(shí)期中的運(yùn)行方式可由各時(shí)段的決策函數(shù)——出力及水庫(kù)蓄水情況組成的序列來(lái)描述。如果水電站在ti至tn內(nèi)的運(yùn)行方式是最優(yōu)的，那么包括在其中的ti+1至tn內(nèi)的運(yùn)行方式也必定是最優(yōu)的。50.

50如果我們已對(duì)余留時(shí)期ti+1至tn按最優(yōu)調(diào)度準(zhǔn)則進(jìn)行了計(jì)算，那么面臨時(shí)段ti至ti+1的最優(yōu)調(diào)度方式可以這樣選擇：使面臨時(shí)段和余留時(shí)期所獲得的綜合效益符合選定的最優(yōu)調(diào)度準(zhǔn)則。對(duì)于一般決策過(guò)程，假設(shè)有n個(gè)階段，每階段可供選擇的決策變量有m個(gè)，則有這種過(guò)程的最優(yōu)策略實(shí)際上就需要求解mn維函數(shù)方程。顯然，求解維數(shù)眾多的方程，既需要花費(fèi)很多時(shí)間，而且也不是一件容易的事情。上述最優(yōu)化原理利用遞推關(guān)系將這樣一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題化為n個(gè)m維問(wèn)題求解，因而使求解過(guò)程大為簡(jiǎn)化。如果最優(yōu)化目標(biāo)是使目標(biāo)函數(shù)（例如取得的效益）極大化，則根據(jù)最優(yōu)化原理，我們可將全周期的目標(biāo)函數(shù)用面臨時(shí)段和余留時(shí)期兩部分之和表示。51.

51對(duì)于第一個(gè)時(shí)段，目標(biāo)函數(shù)f*1為f*1（s0，x1）=max[f1（s1，x1）+f*2（s1，x2）]式中：s為狀態(tài)變量，下標(biāo)數(shù)字表示時(shí)刻；xi為決策變量，下標(biāo)數(shù)字表示時(shí)段；f1（s0，x1）為第一時(shí)段狀態(tài)處于s0作出決策x1所得的效益；f*2（s1，x2）為從第二時(shí)段開(kāi)始一直到最后時(shí)段（即余留時(shí)期）的效益。對(duì)于第二時(shí)段至第n時(shí)段及第i時(shí)段至第n時(shí)段的效益，按最優(yōu)化原理同樣可以寫(xiě)成以下的式子f*2（s1，x2）=max[f2（s1，x2）+f*3（s2，x3）]f*i（si-1，xI）=max[fi（si-1，xi）+f*i+1（si，xi+1）]對(duì)于第n時(shí)段，f*n可寫(xiě)為f*n（sn-1，xn）=max[fn（sn-1，xn）]52.

52以上就是動(dòng)態(tài)規(guī)劃遞推公式的一般形式。如果我們從第n時(shí)段開(kāi)始，假定不同的時(shí)段初狀態(tài)sn-1，只需確定該時(shí)段的決策變量xn（在xn1、xn2、……xnm中選擇）。對(duì)于第n-1時(shí)段，只要優(yōu)選決策變量xn-1，一直到第一時(shí)段，只需優(yōu)選x1。前面已說(shuō)過(guò)，動(dòng)態(tài)規(guī)劃根據(jù)最優(yōu)化原理，將本來(lái)是mn維的最優(yōu)化問(wèn)題，變成了n個(gè)m維問(wèn)題求解，以上遞推公式便是最好的說(shuō)明。53.

53根據(jù)上面的敘述，啟發(fā)我們得出尋找最優(yōu)運(yùn)行方式的方法，就是從最后一個(gè)時(shí)段（時(shí)刻tn-1至tn）開(kāi)始（這時(shí)的庫(kù)水位常是已知的，例如水庫(kù)期末的水庫(kù)水位是死水位），逆時(shí)序逐時(shí)段進(jìn)行遞推計(jì)算，推求前一階段（面臨階段）的合適決策，以求出水電站在整個(gè)t0至tn時(shí)期的最優(yōu)調(diào)度方式。很明顯，對(duì)每次遞推計(jì)算來(lái)就，余留時(shí)期的效益是已知的（例如發(fā)電量值已知），而且是最優(yōu)策略，只有面臨時(shí)段的決策變量是未知數(shù)，所以是不難解決的，可以根據(jù)規(guī)定的調(diào)度準(zhǔn)則來(lái)求解。54.

54在介紹了動(dòng)態(tài)規(guī)劃基本原理和基本方法的基礎(chǔ)上，要補(bǔ)充說(shuō)明以下幾點(diǎn)：⑴對(duì)于輸入具有隨機(jī)因素的過(guò)程，在應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃求解時(shí)，各階段的狀態(tài)往往需要用概率分布表示，目標(biāo)函數(shù)則用數(shù)學(xué)期望反映。為了與前面介紹的確定性動(dòng)態(tài)規(guī)劃區(qū)別，一般將這種情況下所用的最優(yōu)化技術(shù)稱為隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃。其求解步驟與確定性的基本相同，不同之處是要增加一個(gè)轉(zhuǎn)移概率矩陣。⑵為了克服系統(tǒng)變量維數(shù)過(guò)多帶來(lái)的困難，可以采用增量動(dòng)態(tài)規(guī)劃。求解遞推方程的過(guò)程是：先選擇一個(gè)滿足諸約束條件的可行策略作為初始策略，其次在該策略的規(guī)定范圍內(nèi)求解遞推方程，以求得比原策略更優(yōu)的新的可行策略。然后重復(fù)上述步驟，直至懲罰不再增優(yōu)或者滿足某一收斂準(zhǔn)則為止。⑶當(dāng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃應(yīng)用于水庫(kù)群情況時(shí)，每階段需要決策的變量不只是一個(gè)，而是若干個(gè)（等于水庫(kù)數(shù)）。因此，計(jì)算工作量將大大增加。在遞推求最優(yōu)解時(shí)，需要考慮的不只是面臨時(shí)段一個(gè)水庫(kù)S種（S為庫(kù)容區(qū)劃分的區(qū)段數(shù)）可能放水中的最優(yōu)值，而是M個(gè)水庫(kù)各種可能放水組合即SM個(gè)方案中的最優(yōu)值。55.

55為加深對(duì)方法的理解，下面舉一個(gè)經(jīng)簡(jiǎn)化過(guò)的水庫(kù)調(diào)度例子。某年調(diào)節(jié)水庫(kù)11月初開(kāi)始供水，來(lái)年4月末放空至死水位，供水期共6個(gè)月，如每個(gè)月作為一個(gè)階段，則共有6個(gè)階段。為了簡(jiǎn)化，假定已經(jīng)過(guò)初選，每階段只留3個(gè)狀態(tài)（以圓圈表示出）和5個(gè)決策（以線條表示），由它們組成s0至s6的許多種方案，如圖8-10（P.175）。圖中線段上面的數(shù)字代表各月根據(jù)入庫(kù)徑流采取不同決策可獲得的效益。56.

56用動(dòng)態(tài)規(guī)劃優(yōu)選方案時(shí)，從4月末死水位處開(kāi)始逆時(shí)序遞推計(jì)算。對(duì)于4月初，3種狀態(tài)各有一種決策，孤立地看以s51至s6的方案較佳，但從全局來(lái)看不一定是這樣，暫時(shí)不能做決定，要再看前面的情況。將3、4兩個(gè)月的供水情況一起研究，看3月初情況，先研究狀態(tài)s41，顯然是s41s52s6較s41s51s6為好，因前者兩個(gè)月的總效益為12，較后者的為大，應(yīng)選前者為最優(yōu)方案。將各狀態(tài)選定方案的總效益寫(xiě)在線段下面的括號(hào)中，沒(méi)有寫(xiě)明總效益的均為淘汰方案。同理可得另外兩種狀態(tài)的最優(yōu)決策。s42s53s6優(yōu)于s42s53s6方案，總效益為14；s43s53s6的總效益為10。對(duì)3、4兩個(gè)月來(lái)說(shuō)，在s41、s42、s43三種狀態(tài)中，以s42s53s6這個(gè)方案較佳，它的總效益為14（其他兩方案的分別為12和10）。再看2月初情況，2月份是其面臨時(shí)段，3、4月是余留時(shí)期。余留時(shí)期的總效益就是寫(xiě)在括號(hào)中的最優(yōu)決策的總效益。這時(shí)的任務(wù)是選定面臨時(shí)段的最優(yōu)決策，以使該時(shí)段和余留時(shí)期的總效益最大。以狀態(tài)s31為例，面臨時(shí)段的兩種決策中以第2種決策較佳，總效益為13+14=27；對(duì)狀態(tài)s32，則以第1種決策較佳，總效益為26；同理可得s33的總效益為17（唯一決策）。繼續(xù)對(duì)1月初、12月初、11月初的情況進(jìn)行研究，可由遞推的辦法選出最優(yōu)決策。最后決定的方案是s0s11s22s32s42s53s6，總效益為83，用雙線表示在圖8-10上。應(yīng)該說(shuō)明，如果時(shí)段增多，狀態(tài)數(shù)目增加，決策數(shù)目增加，而且決策過(guò)程中還要進(jìn)行試算，則整個(gè)計(jì)算是比較繁雜的，一定要用電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。57.