黃河流域水量調(diào)度自校正控制模型課件

1、黃河流域水量調(diào)度的自校正控制模型成員： 李月飛 201913316 馬博文 201913304 許明明 201913311 秦暉 201913324 郭建軍 201913325黃河流域水量調(diào)度的自校正控制模型成員： 李月飛 2019主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論摘要： 為克服單純?nèi)斯ふ{(diào)水的局限，滿足現(xiàn)代黃河水調(diào)工作的需要，建立了黃河流域水量調(diào)度的自校正控制模型。 以防凌、防斷流以及“公平分水”為模型控制目標(biāo)，以黃河干流骨干水庫(kù)為調(diào)節(jié)器，及時(shí)跟蹤、掌握水調(diào)系統(tǒng)控制流量、引水流

2、量、水庫(kù)泄量、水位等狀態(tài)參數(shù)，調(diào)節(jié)水庫(kù)泄流、調(diào)整引水計(jì)劃。 （注：以上紅色字體為關(guān)鍵詞。）摘要： 為克服單純?nèi)斯ふ{(diào)水的局限，滿足現(xiàn)代黃河水調(diào)工主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論 自20世紀(jì)90年代以來(lái),黃河流域水資源供需矛盾日趨嚴(yán)重, 下游河道斷流情況頻繁發(fā)生,對(duì)流域水量進(jìn)行統(tǒng)一分配調(diào)度勢(shì) 在必行。本文從流域系統(tǒng)出發(fā)，將黃河流域作為一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)用自校正控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，建立了水量調(diào)度自校正控制模型。引言： 自20世紀(jì)90年代以來(lái),黃河流域 自校正控制系統(tǒng)是自適應(yīng)控制系統(tǒng)的一類(lèi)，其特點(diǎn)是被控對(duì)象進(jìn)行在線辨識(shí)，然后用過(guò)程參數(shù)估計(jì)值和事先規(guī)定的性能指標(biāo)，在線

3、地綜合出調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)，并根據(jù)此控制參數(shù)產(chǎn)生的控制作用對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。經(jīng)過(guò)多次的辨識(shí)和綜合調(diào)節(jié)參數(shù)，使系統(tǒng)的性能指標(biāo)漸近地趨于最優(yōu)。 自校正控制系統(tǒng)是自適應(yīng)控制系統(tǒng)的一類(lèi)，其特點(diǎn)是主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論模型設(shè)計(jì)：模型設(shè)計(jì)包括以下五個(gè)部分： 基本思路； 子系統(tǒng)劃分； 基本參數(shù)； 控制目標(biāo)； 調(diào)節(jié)器及被控對(duì)象參數(shù)設(shè)計(jì)。模型設(shè)計(jì)：模型設(shè)計(jì)包括以下五個(gè)部分：模型設(shè)計(jì)： 基本思路 圖1 水庫(kù)河段自校正控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖模型設(shè)計(jì)： 基本思路圖1 水庫(kù)河段自校正控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)： 將流域系統(tǒng)概化成若干個(gè)可調(diào)系統(tǒng)單元的串聯(lián)，每個(gè)可調(diào)系統(tǒng)單元由被控

4、制對(duì)象（河道）和調(diào)節(jié)器（骨干水庫(kù)、引水口門(mén)）組成，通過(guò)在線辨識(shí)系統(tǒng)狀態(tài)參量，按一定規(guī)律校正水庫(kù)運(yùn)行參數(shù)以及各引水口引水流量，使流域系統(tǒng)能夠按照控制指標(biāo)進(jìn)行水量的分配調(diào)度。 模型設(shè)計(jì)： 將流域系統(tǒng)概化成若干個(gè)可調(diào)系統(tǒng)單模型設(shè)計(jì)： 子系統(tǒng)劃分 根據(jù)自校正控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，將黃河流域龍羊峽至利津的河段按骨干水庫(kù)劃分為5個(gè)可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如圖（a）（b）所示。整個(gè)系統(tǒng)按不同水文特性，可概括為河段、來(lái)水、引水、退水、水庫(kù)、控制斷面6類(lèi)共計(jì)60個(gè)節(jié)點(diǎn)。模型設(shè)計(jì)： 子系統(tǒng)劃分模型設(shè)計(jì)：（a）調(diào)度節(jié)點(diǎn)示意圖模型設(shè)計(jì)：（a）調(diào)度節(jié)點(diǎn)示意圖模型設(shè)計(jì)：（b）子系統(tǒng)劃分示意圖模型設(shè)計(jì)：（b）子系統(tǒng)劃分示意圖模型設(shè)計(jì)：

5、基本參數(shù) 目前黃河水量調(diào)度工作只限于對(duì)非汛期黃河干流水量進(jìn)行調(diào)度，調(diào)度時(shí)段為每年11月初至翌年6月末，共計(jì)8個(gè)月。根據(jù)調(diào)度工作的要求，模型計(jì)算時(shí)間取1旬（約10d）。模型設(shè)計(jì)： 基本參數(shù)模型設(shè)計(jì)： 控制目標(biāo) 黃河流域水量調(diào)度的目標(biāo)可概括為 ： 1）滿足黃河防凌安全要求。2）滿足黃河干流不斷流要求，同時(shí)保證一定的生態(tài)基流。3）根據(jù)來(lái)水情況，做到“公平分水”，即豐增枯減 。模型設(shè)計(jì)： 控制目標(biāo) 模型設(shè)計(jì)： 調(diào)節(jié)器及被控對(duì)象參數(shù)設(shè)計(jì) 1）被控對(duì)象參數(shù)設(shè)計(jì) 2）調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)： 調(diào)節(jié)器及被控對(duì)象參數(shù)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論模型算例：為初步

6、驗(yàn)證模型， 按實(shí)際調(diào)度流程當(dāng)年黃河干流水量進(jìn)行了調(diào)度，并將模型調(diào)度結(jié)果（以下圖中簡(jiǎn)稱模型算例）與當(dāng)年實(shí)際調(diào)度結(jié)果（以下圖中簡(jiǎn)稱實(shí)際水調(diào)，由黃河水利委員會(huì)水調(diào)局提供）進(jìn)行了比較。模型算例：為初步驗(yàn)證模型， 按實(shí)際調(diào)度流程當(dāng)年黃河干流水模型算例： 控制斷面流量過(guò)程圖3 利津斷面非汛期月均流量對(duì)照?qǐng)D模型算例： 控制斷面流量過(guò)程圖3 利津斷面非汛期月均模型算例： 如圖表明，模型調(diào)度下利津斷面流量不低于當(dāng)年最小控制流量（50m3/s），與實(shí)際調(diào)度結(jié)果相比，模型結(jié)算結(jié)果平均偏差為1.05 。模型算例： 如圖表明，模型調(diào)度下利津斷面流量模型算例：圖4 小浪底水庫(kù)非汛期月均下泄流量對(duì)照?qǐng)D模型算例：圖4 小浪底

7、水庫(kù)非汛期月均下泄流量對(duì)照?qǐng)D模型算例： 結(jié)果表明，模型調(diào)度下小浪底水庫(kù)各月下泄流量基本符合下游防凌、灌溉的實(shí)際情況，與實(shí)際調(diào)度結(jié)果平均偏差2.77 。模型算例： 結(jié)果表明，模型調(diào)度下小浪底水庫(kù)各模型算例：圖5 干流各省區(qū)非汛期耗水量對(duì)照?qǐng)D模型算例：圖5 干流各省區(qū)非汛期耗水量對(duì)照?qǐng)D模型算例： 經(jīng)分析，平均偏差為4.40 %。其中寧夏、內(nèi)蒙耗水偏差較大的原因在于黃河寧蒙河段（下河沿至石嘴山段）存在的退水問(wèn)題，對(duì)于退水量的計(jì)算目前尚無(wú)好的辦法，只能按經(jīng)驗(yàn)選取退水比例加以估算，導(dǎo)致了耗水量出現(xiàn)偏差。模型算例： 經(jīng)分析，平均偏差為4.40 %。模型算例：圖6 甘肅省非汛期月耗水過(guò)程對(duì)照?qǐng)D模型算例：圖6

8、 甘肅省非汛期月耗水過(guò)程對(duì)照?qǐng)D模型算例： 經(jīng)分析，實(shí)際調(diào)水過(guò)程中人為因素影響較大，導(dǎo)致分水過(guò)程線與國(guó)務(wù)院指標(biāo)下的過(guò)程線發(fā)生偏離。模型算例： 經(jīng)分析，實(shí)際調(diào)水過(guò)程中人為因素影主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論主要內(nèi)容：摘要引言模型設(shè)計(jì)模型算例結(jié)論結(jié)論： 黃河流域水量調(diào)度過(guò)程是一個(gè)“軌跡跟蹤、滾動(dòng)修正”的適時(shí)調(diào)度過(guò)程。隨著時(shí)間的推進(jìn)，系統(tǒng)在線辨識(shí)來(lái)水信息、引水信息等參數(shù)的更新，通過(guò)調(diào)節(jié)骨干水庫(kù)泄流、重新分配余留調(diào)度期內(nèi)的引水過(guò)程，使系統(tǒng)趨向防凌、防斷流、公平分水的期望目標(biāo)。 以自校正控制模型為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的黃河干流水量調(diào)度方案管理系統(tǒng)目前已經(jīng)在黃河水量調(diào)度中心水調(diào)系統(tǒng)平臺(tái)上投入運(yùn)行。結(jié)論： 黃河流域水量調(diào)度過(guò)程是一個(gè)“軌跡跟蹤、滾動(dòng)修正”的第一部分，資料的查找，由許明明和郭建軍同學(xué)共同