浅析水库优化调度的研究进展与展望

李元吉 杨成林

（郑州大学 水利与环境学院，河南 郑州 450001）

1 我国水库优化调度进展

近些年来，随着理论研究水平不断提高，水库优化调度研究变得与实际联系密切，也更加实用，也可以用来弥补理论研究与实际应用之间的不足。随着高新技技术的发展，计算机技术的不断完善，使得水库优化调度的研究方法变得更加多元化。

我国对水库优化调度研究相对起步较晚，基本上都是通过建立有效的优化模型来进行解答，其优化的目标函数也主要分为两个方面，一种目标是在库群用水量最大或发电量最大时，另一种目标是消耗费用最少时。随着对水库优化调度研究的不断深入，研究目标变得多元，研究对象也在向多元化发展，研究模型变得更加复杂多变。近些年，系统辩识思想也运用到了水库调度研究中，随机态规划与常规调度方法互相有机结合，为水库调度研究提供了一个新的理论框架。为了发挥水库的最大经济效益，包括防洪、发电、灌溉、供水及航运等效益最佳,我国进行了大量的研究与实践。

我国大约从20世纪60年代开始水库优化调度的研究。1960年吴沧浦最先提出了每年调节水库的最优动用动态规划模型。1963年谭维信、黄守信等通过学习了解动态规划与Markov过程理论，顺利完成了一个长期调节水电站水库的优化马尔柯夫过程理论模型，并在狮子滩水电站的优化调度中得到成功尝试。1979年张勇传、熊斯毅等在研究拓溪水电站水库优化调度模型时，采用可变方向探索法，虽然优化调度图依然用Bellman最优化原理，由于引进了惩罚项从而使调度图的可靠性提高。同样是在1979年，在刘家峡水电站水库优化调度研究时，董子敖等人提出了对国民经济有最大效益的目标函数。1982年在研究枫树坝水电站优化调度时，施熙灿、林翔岳等引出了在一定的保证率下的的Markov决策规划模型。1983年张勇传、傅昭阳等人在以对策论为研究的基础上提出了水库优化调度图。鲁子林等人在同一年运用了增量动态规划，并结合了短时内洪水预测的模型，在处理富春江水电站的优化调度时获得了很好的效果。张玉新、冯尚友在80年代末研究了多目标动态规划的迭代法求解方法，建立了一个多维决策的多目标动态规划模型。由于模糊里路的不断发展，在80年代初吴倍益提出应用模糊数学进行水库群优化调度；张勇传、邴凤山等把相关的模糊理论引入水库优化调度的研究中。陈守煜于1988年把动态规划和模糊优选有机结合起来提出了优选模糊原理模型，此后又提出了系统层次模糊优选模型，这些理论不断完善了模糊理论。

20世纪末以来，人们开始不断寻求水库优化功能来进行模拟。2000年李会安建立了可以水量随时自己优化的模型。1995年胡铁松等对于水库群优化调度函数的人工神经网络方法研究了解。2000年畅建霞等人为西安市水库群建立了神经网络优化调度模型，并在2001年改进遗传算法的水电站基础上再次进行水库优化调度。2005年邱林等人把混沌优化理论应用到水库优化调度中，徐刚、马光文等人也在同一年研究了蚁群优化在水库优化中的作用，并在在单库、多库优化调度中的成功试用。

2 我国水库优化调度现状

虽然我国在水库优化调度方面取得了不少的进展，但由于我国发展起步晚，我国现在在水库优化调度中仍然存在不足。其主要表现为：

（1）理论方面，有些研究偏重于理论研究，过于追求完美，脱离实际，并不能在实际生产生活中得到应用，另外对于解决多目标决策的问题,一些研究方法片面追求最优解,而忽视了生产中的不确定性以及水库的复杂情况,往往使得优化结果偏离实际太大,结果无法使决策者满意。

（2）管理方面，在主观方面，由于决策者对于水库的理论知识了解不够充分深入，并且对计算机技术掌握不精湛，造成优化理论与实际结合不完善，然而对数学模型的抽象结果有很多不满意的地方,以及对于计算机程序操作缺乏灵活性,导致他们对新调度方案不太接受,从而难以应用到实际中去；在客观上，水库的管理部门更加关心水库的安全与运行问题，从而忽视了水库各方面的经济问题，从而使水库优化调度受到限制。

3 展望我国水库优化调度未来

随着我国经济的发展，为了满足广大人民群众对水的需要以及经济合理利用水资源，我们就必须解决水库优化调度中存在的问题。在解决理论方面问题是,需要从全局出发,采用系统的调度理论,不断完善调度理论，在进行理论研究中要密切结合水库的实际情况，并且考虑生产中的不确定性，最终要打达到理论与实际的完美结合，并且要保证水库优化调度方案的简单，实用可操作性强。另外伴随着计算机和人工智能技术的不断深入社会发展中，我们素要合理运用计算机技术，通过高新技术手段来配合我们水库优化调度的方案。其表现可以有：1.利用计算机的快速运算与超大的储存能力，准确的计算水库优化调度中计算问题，并且快速地设计模型提高水库优化调度过程中各项技术的效率；2.在水库优化调度过程中还要充分利用计算机与人工智能技术的结合，使在优化调度运行更加科学化，智能化，使得各项方案更加合理化，人性化。此外,全球定位系统、地理信息系统、遥感技术以及虚拟现实技术等高新技术也在社会实践中不断得到应用,在以后的水库调度中也必会有广阔的应用前景。

从我国开始接触水库优化调度到现在，理论研究不断得到完善，而且与实际慢慢接触的更加密切，各种实践方法变得更加有效与科学，计算机等高新技术不断运用到生产实践过程中，给我们带来了更多的方便，也提高了很多的效益。在未来的发展中，伴随理论的完善与技术的应用，我国的水库优化调度定会日臻完善，会变得智能化，合理化，人性化。