1、黄河流域水量调度的自校正控制模型黄河流域水量调度的自校正控制模型成员：成员：李月飞李月飞 201913316201913316 马博文马博文 201913304 201913304 许明明许明明 201913311201913311 秦晖秦晖 201913324 201913324 郭建军郭建军 201913325201913325主要内容：主要内容：摘要摘要引言引言模型设计模型设计模型算例模型算例结论结论主要内容：主要内容：摘要摘要引言引言模型设计模型设计模型算例模型算例结论结论摘要：摘要：为克服单纯人工调水的局限，满足现代为克服单纯人工调水的局限，满足现代黄河黄河水调工作的需要，建立水调工
2、作的需要，建立了黄河流域了黄河流域水量调度水量调度的的自校正控制模型自校正控制模型。以防凌、防断流以及以防凌、防断流以及“公平分水公平分水”为模型控制目标，以为模型控制目标，以黄河黄河干流骨干流骨干水库为调节器，及时跟踪、掌握水调系统控制流量、引水流量、水干水库为调节器，及时跟踪、掌握水调系统控制流量、引水流量、水库泄量、水位等状态参数，调节水库泄流、调整引水计划。库泄量、水位等状态参数，调节水库泄流、调整引水计划。（注：以上红色字体为关键词。（注：以上红色字体为关键词。）主要内容：主要内容：摘要摘要引言引言模型设计模型设计模型算例模型算例结论结论 自自2020世纪世纪9090年代以来年代以来
3、,黄河流域水资源供需矛盾日趋严重黄河流域水资源供需矛盾日趋严重,下游河道断流情况频繁发生下游河道断流情况频繁发生,对流域水量进行统一分配调度势对流域水量进行统一分配调度势 在必行。本文从流域系统出发，将黄河流域作为一个系统，应用在必行。本文从流域系统出发，将黄河流域作为一个系统，应用自校正控制系统设计思想，建立了水量调度自校正控制模型。自校正控制系统设计思想，建立了水量调度自校正控制模型。引言：引言：自校正控制系统自校正控制系统是自适应控制系统的一类，其特点是是自适应控制系统的一类，其特点是被控对象被控对象进行在线辨识，然后用过程参数估计值和事先规定进行在线辨识，然后用过程参数估计值和事先规定
4、的性能指标，在线地综合出的性能指标，在线地综合出调节器调节器的控制参数，并根据此控的控制参数，并根据此控制参数产生的控制作用对被控对象进行控制。经过多次的辨制参数产生的控制作用对被控对象进行控制。经过多次的辨识和综合调节参数，使系统的识和综合调节参数，使系统的性能指标性能指标渐近地趋于渐近地趋于最优最优。主要内容：主要内容：摘要摘要引言引言模型设计模型设计模型算例模型算例结论结论模型设计：模型设计：模型设计包括以下五个部分：模型设计包括以下五个部分：基本思路；基本思路；子系统划分；子系统划分；基本参数；基本参数；控制目标；控制目标；调节器及被控对象参数设计。调节器及被控对象参数设计。模型设计：
5、模型设计：基本思路基本思路 图图1 1 水库河段自校正控制系统结构示意图水库河段自校正控制系统结构示意图模型设计：模型设计：将流域系统概化成若干个可调系统单元的串联，每个可调将流域系统概化成若干个可调系统单元的串联，每个可调系统单元由被控制对象（河道）和调节器（骨干水库、引水口系统单元由被控制对象（河道）和调节器（骨干水库、引水口门）组成，通过在线辨识系统状态参量，按一定规律校正水库门）组成，通过在线辨识系统状态参量，按一定规律校正水库运行参数以及各引水口引水流量，使流域系统能够按照控制指运行参数以及各引水口引水流量，使流域系统能够按照控制指标进行水量的分配调度。标进行水量的分配调度。模型设计
6、：模型设计：子系统划分子系统划分 根据自校正控制系统的设计要求，将黄河流域龙羊峡至利津根据自校正控制系统的设计要求，将黄河流域龙羊峡至利津的河段按骨干水库划分为的河段按骨干水库划分为5个可调节系统。如图（个可调节系统。如图（a）（）（b）所示。）所示。整个系统按不同水文特性，可概括为河段、来水、引水、退水、水整个系统按不同水文特性，可概括为河段、来水、引水、退水、水库、控制断面库、控制断面6类共计类共计60个节点。个节点。模型设计：模型设计：（a）调度节点示意图）调度节点示意图模型设计：模型设计：（b）子系统划分示意图）子系统划分示意图模型设计：模型设计：基本参数基本参数 目前黄河水量调度工作
7、只限于对非汛期黄河干流水量进目前黄河水量调度工作只限于对非汛期黄河干流水量进行调度，调度时段为每年行调度，调度时段为每年11月初至翌年月初至翌年6月末，共计月末，共计8个月。个月。根据调度工作的要求，模型计算时间取根据调度工作的要求，模型计算时间取1旬（约旬（约10d）。）。模型设计：模型设计：控制目标控制目标 黄河流域水量调度的目标可概括为黄河流域水量调度的目标可概括为 ：1 1）满足黄河防凌安全要求。）满足黄河防凌安全要求。2 2）满足黄河干流不断流要求，同时保证一定的生态基流。）满足黄河干流不断流要求，同时保证一定的生态基流。3 3）根据来水情况，做到）根据来水情况，做到“公平分水公平分
8、水”，即丰增枯减，即丰增枯减 。模型设计：模型设计：调节器及被控对象参数设计调节器及被控对象参数设计 1 1）被控对象参数设计）被控对象参数设计 2 2）调节器参数设计）调节器参数设计主要内容：主要内容：摘要摘要引言引言模型设计模型设计模型算例模型算例结论结论模型算例：模型算例：为初步验证模型，为初步验证模型，按实际调度流程当年黄河干流水量进行了调按实际调度流程当年黄河干流水量进行了调度，并将模型调度结果（以下图中简称模型算例）与当年实际度，并将模型调度结果（以下图中简称模型算例）与当年实际调度结果（以下图中简称实际水调，由黄河水利委员会水调局调度结果（以下图中简称实际水调，由黄河水利委员会水
9、调局提供）进行了比较。提供）进行了比较。模型算例：模型算例：控制断面流量过程控制断面流量过程图图3 3 利津断面非汛期月均流量对照图利津断面非汛期月均流量对照图模型算例：模型算例：如图表明，模型调度下利津断面流量不低于当年最小如图表明，模型调度下利津断面流量不低于当年最小控制流量（控制流量（50m50m3 3/s/s），与实际调度结果相比，模型结算结果），与实际调度结果相比，模型结算结果平均偏差为平均偏差为1.05 1.05 。模型算例：模型算例：图图4 4 小浪底水库非汛期月均下泄流量对照图小浪底水库非汛期月均下泄流量对照图模型算例：模型算例：结果表明，模型调度下小浪底水库各月下泄流量基本结
10、果表明，模型调度下小浪底水库各月下泄流量基本符合下游防凌、灌溉的实际情况，与实际调度结果平均偏符合下游防凌、灌溉的实际情况，与实际调度结果平均偏差差2.77 2.77 。模型算例：模型算例：图图5 干流各省区非汛期耗水量对照图干流各省区非汛期耗水量对照图模型算例：模型算例：经分析，平均偏差经分析，平均偏差为为4.40%4.40%。其中。其中宁夏、内蒙耗水偏差较宁夏、内蒙耗水偏差较大的原因在于黄河宁蒙河段（下河沿至石嘴山段）存在的退水大的原因在于黄河宁蒙河段（下河沿至石嘴山段）存在的退水问题，对于退水量的计算目前尚无好的办法，只能按经验选取问题，对于退水量的计算目前尚无好的办法，只能按经验选取退
11、水比例加以估算，导致了耗水量出现偏差。退水比例加以估算，导致了耗水量出现偏差。模型算例：模型算例：图图6 甘肃省非汛期月耗水过程对照图甘肃省非汛期月耗水过程对照图模型算例：模型算例：经分析，实际调水过程中人为因素影响较大，导致分水过经分析，实际调水过程中人为因素影响较大，导致分水过程线与国务院指标下的过程线发生偏离。程线与国务院指标下的过程线发生偏离。主要内容：主要内容：摘要摘要引言引言模型设计模型设计模型算例模型算例结论结论结论：结论：黄河流域水量调度过程是一个黄河流域水量调度过程是一个“轨迹跟踪、滚动修正轨迹跟踪、滚动修正”的适时调度的适时调度过程。随着时间的推进，系统在线辨识来水信息、引
12、水信息等参数过程。随着时间的推进，系统在线辨识来水信息、引水信息等参数的更新，通过调节骨干水库泄流、重新分配余留调度期内的引水过的更新，通过调节骨干水库泄流、重新分配余留调度期内的引水过程，使系统趋向防凌、防断流、公平分水的期望目标。程，使系统趋向防凌、防断流、公平分水的期望目标。以自校正控制模型为基础开发的黄河干流水量调度方案管理系统目以自校正控制模型为基础开发的黄河干流水量调度方案管理系统目前已经在黄河水量调度中心水调系统平台上投入运行。前已经在黄河水量调度中心水调系统平台上投入运行。第一部分，资料的查找，由许明明和郭建军同学共同完成；第一部分，资料的查找，由许明明和郭建军同学共同完成；第二部分，论文的整理，由秦晖和马博文同学共同完成；第二部分，论文的整理，由秦晖和马博文同学共同完成；第三部分，论文第三部分，论文pptppt的整理及演讲，由李月飞同学完成。的整理及演讲，由李月飞同学完成。分工情况分工情况：完成时间：完成时间：2019-06-182019-06-18
