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2014届毕业设计(论文)课题任务书(基于OpenMP的水电站水库群长期优化调度优化—李文武)

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毕业设计（论文）课题任务书

（2013----2014学年）

学院名称：电气与新能源学院

课题名称 基于OpenMP的水电站水库群长期优化调度研究

学生姓名 张卫萍 专业 电气工程及其

自动化 学号 2010109225

指导教师 李文武 任务书下达时间 2013年11月21日

课题概述：

水电站水库群长期优化调度是水电站水库调度与运行管理的重要问题，对于提高水电系统的经济性具有重要意义。本课题通过建立数学模型，采用高级程序设计语言和OpenMP并行计算技术研究水电站水库群长期优化调度问题。

要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：

1张勇传. 水电站经济运行原理[M]. 北京：水利水电出版社, 1998

2华中工学院主编. 水电站经济运行[M]. 北京：电力工业出版社, 1981

3陈惠源, 万俊. 水资源开发利用[M]. 武汉: 武汉大学出版社. 2001

4《运筹学》教材编写组. 运筹学（第三版）[M]. 北京: 清华大学出版社, 2005

5胡运权, 郭耀煌. 运筹学教程（第二版）[M]. 北京：清华大学出版社, 2003

6唐焕文，秦学志. 实用最优化方法[M]. 大连: 大连理工大学出版社，2004

7谭浩强. C语言程序设计[M]. 北京：清华大学出版社, 2006

8吴伟民, 严蔚敏. 数据结构（C语言版）[M]. 北京：清华大学出版社, 2009

9奎因. 并行程序设计：C、MPI与OpenMP [M]. 北京：清华大学出版社，2005

10 帕切克. 并行程序设计导论[M]. 北京：机械工业出版社，2013

11陈洋波等. 水库优化调度理论方法应用[M]. 武汉: 湖北科技出版社, 1996

12纪昌明,冯尚友. 混联式水电站群动能指标和长期调度最优化(运用离散微分动态规划法) [J]. 武汉大学学报（工学版）, 1984, (3): 87-95

13陈洋波等. 水库优化调度理论方法应用[M]. 武汉: 湖北科技出版社, 1996

14 Miguel A. Marino, Hugo A. Loaiciga. Dynamic Model for Multi-reservoir Operation [J]. Water

Resources Research, 1985, 21(5): 619-630

15 Miguel A. Marino, Hugo A. Loaiciga. Quadratic Model for Reservoir Management Application to the

Central Valley Project [J]. Water Resources Research, 1985, 21(5): 631-641

16 Labadie J W. Optimal Operation of multi-reservoir systems: state-of-the-Art Review [J]. Water

Resource Plan. Manage, 2004, 130 (2): 93-111

设计（论文）成果要求：

（包括外文翻译、开题报告、设计或论文正文的数量和质量等要求等）

1、外文翻译应与课题内容紧密相关,并说明出处。能够灵活运用翻译技巧，译文准确、通顺，符合汉语表达习惯。

2、开题报告中，要求文献综述详实可靠，设计思路清晰准确，进程安排详细合理。

3、论文包括中英文摘要，摘要要简明扼要、精练准确、陈述客观。

4、论文正文既要完整又要重点突出。要求书写规范、结构严谨、逻辑性强；论述层次清楚、语言准确、文字通顺；图表清晰、测试数据完整、结论明确。

数量要求：

1、开题报告： 页 ≥2500 字

2、说 明 书： 页 ≥15000 字

3、图 纸： 页 张

4、译 文： 页 ≥3000 汉字

5、小 论 文： 页 ≤3000 字

6、其 它：按要求提供小论文及论文全文电子文档

中期报告应达到的目标及其它要求：

（如设计型课题的原始资料及主要参数要求或论文型课题的论点、论据、逻辑性要求等）

1、已经掌握梯级水电站水库群长期优化调度研究模型，掌握OpenMP的基本原理；

2、已编写部分程序；

3、提供相应的毕业设计工作日志。

进度及要求 起止日期 要求完成的内容及质量

2013年秋季学期：

第十二周（2013年11月22日）

第十三周——第十五周

第十六周——第十九周

2014年春季学期：

第一周——第九周

第十周（2014年4月25日前）

第十一周——第十四周

第十五周（5月31日至6月1日）

第十六周（6月6-8日）） 接受毕业设计任务书，学习毕业设计要求及有关规定。

阅读指定的参考资料及文献(包括5-10万个印刷符号与课题或本专业相关的外文资料)，完成外文翻译。

查阅大量相关文献，了解相关研究现状，并在此基础上进行方案的分析与论证，提出合理的实现方案与技术路线，完成开题报告。

上交开题报告、外文翻译，指导教师批阅。

掌握梯级水电站水库群长期优化调度研究模型，掌握OpenMP的基本原理。

提交毕业设计中期报告。

完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。

培优毕业答辩

正常毕业答辩

审核（系主任） 批准（分管院长）

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遗传算法在水库优化调度中的应用

遗传算法在水库优化调度中的应用

遗传算法在水库优化调度中的应用

发布时间：2022-10-24T06:34:12.765Z 来源：《科学与技术》2022年第6月第12期 作者： 李林波

[导读] 本文根据水库优化调度问题的实际特点

李林波

重庆交通大学 重庆 400074

摘要：本文根据水库优化调度问题的实际特点，用基于十进制的遗传算法，加入最优保存和局部搜索两种收敛策略对问题进行了改进。并用居甫渡水库实例进行了模拟计算，与未经改进的遗传算法进行了比较，得出其算法实现简单、全局搜索、计算速度快等特点，具

有更为广阔的应用前景。

关键词：遗传算法；十进制编码；水库；优化调度

1 引 言

遗传算法是一类借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随机化搜索策略算法, 由美国 Holland 教授提出, 其主要特点是群体搜索策略和群体中个体之间的信息交换, 搜索不依赖于梯度信息。

水库优化调度是一个比较复杂的非线性优化问题，其中动态规划、逐步优化法等方法是求解这一问题较为常用的方法[1]，但这些方法至今仍存在难于克服的缺陷，例如：动态规划占用计算机内存多，高维问题可能会形成“维数灾”；逐步优化法对多座水库问题适应性不强

等。

近年来，遗传算法作为一种新兴的计算方法[2]引起了人们广泛的研究[3]。它具有如下特性：1、鲁棒性；2、编码自由多样，可适应多类问题。这些特性使得遗传算法适用于求解大规模复杂的多维非线性优化问题，在水电站优化调度中也已得到了广泛的探讨和应用[4]。

目前，已有文献对传统的二进制编码遗传算法进行了研究，然而由于水电站优化调度的解是多维的[5]，二进制表示法具有一定局限性：个体编码长度极大，全局搜索的效率低；常常进行二进制与实数间的转换，大大增加了运算量；有时为了迁就编码长度，使解的精度

差。

2 算法设计2.1 编码规则

4 结 语

与传统的优化算法和二进制的遗传算法相比，本文所使用的十进制遗传算法及其相应的收敛策略具有实现简单、全局搜索、计算速度快等特点，因此具有较强的实用性。特别是本算法所加入的加速收敛策略，有效地弥补了普通遗传算子后期进化慢的不足，可以使最优个

基于免疫克隆选择算法的水电站水库优化调度

基于免疫克隆选择算法的水电站水库优化调度

ＴＥ　ＧＡＯ　ＺＨＵＡＮ　ＤＩ特稿专递　

基于免疫克隆选择算法的水电站水库优化调度　

丛　琳　，沙宇恒　，罗军刚。　

（１．西北电网有限公司，陕西西安７１００４８；２．陕西电力科学研究院，陕西西安７１００５４；　

３．西安理工大学，陕西西安７１００４８）　

摘要：在研究了人工免疫系统中的克隆选择学说和克隆选择算法的基础上，研究了１种新的人工免疫算法——　免疫克隆选择算法，并将其应用到水库优化调度中，提出了１种基于免疫克隆选择算法的水库优化调度方法。该　算法通过在克隆选择算法中引入免疫基因操作，提高了算法的求解精度和求解效率，避免了“维数灾”和早熟问　题。实例研究结果表明，相对于动态规划，免疫克隆选择算法计算速度快、收敛性好，提高了计算效率，较好地解　决了传统的动态规划方法求解水库（群）优化调度问题存在“维数灾”问题。　关键词：水库；优化调度；免疫克隆选择算法　中图分类号：ＴＶ６９７．１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３—７５９８（２０１１）１０—００１５—０５　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｏｐｔｉｍａｌ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｂａｓｅｄ　

ｏｎ　Ｉｍｍｕｎｅ　Ｃｌｏｎａｌ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　

ＣＯＮＧ　Ｌｉｎ　，ＳＨＡ　Ｙｕ－ｈｅｎｇ　，ＬＵＯ　Ｊｕｎ－ｇａｎｇ　

（１．Ｎｏ￣ｈｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｘｉ’ａｎ　７　１００４８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｈａａｎｘｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ；３．Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００４８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｉｎ　ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｉｍｍｕｎｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａ　ｎｅｗ　ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｉｍｍｕｎｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅ　ｉｍｍｕｎｅ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｉｔ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．　Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｍｍｕｎｅ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ　ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｍｍｕｎｅ　ｇｅｎｅ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｃｃｕｒａｃｙ＆ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｃｕｒｓｅ　ｏｆ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｔｙ＆ｐｒｅｍａｔｕｒｅ　ｑｕｅｓｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｃｏｎｔｒａｓｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ｔｈｅ　ｉｍｍｕｎｅ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｓｈｏｗｓ　ｉｔｓ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｎ　ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｉｓｐａｔｃｈ；ｉｍｍｕｎｅ　ｃｌｏｎａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　

水利水电工程毕业设计任务书

水利水电工程毕业设计任务书

新疆农业大学

毕业设计（论文）任务书

专业

一、 毕业设计（论文）题目

“A”河水利枢纽工程——混凝土重力坝方案发电引水隧洞设计

二、毕业设计（论文）应阅读或翻译的文献、资料

[1] 混凝土重力坝设计规范（DL 5108—1999）[S].

[2] 溢洪道设计规范（SL 253—2000）[S].

[3] 水工隧洞设计规范（SL 279—2002）[S].

[4] 水利水电工程等级划分及洪水标准（SL 252—2000）[S].

[5] 水利水电工程初步设计报告编制规程（DL 5021—93）[S].

[6] 水利水电工程制图标准（SL 73—95）[S].

[7] 水力发电工程CAD制图技术规定（DL/T 5127—2001）[S].

[8] 水利水电工程围堰设计导则（DL/T 5087—1999）[S].

[9] 水工建筑物抗震设计规范（DL/T 5073—2000）[S].

[10] 水工建筑物荷载设计规范（DL/T 5077—1997）[S].

[11] 水利水电工程量计算规定（DL/T 5088—1999）[S].

[12] 水利工程水利计算规范（SL 104—95）[S].

[13] 水利水电工程施工导流设计导则（DL/T 5114—2000）[S].

[14] 水工混凝土施工规范（DL/T 5144—2001）[S].

[15] 华东水利学院. 水工设计手册（第二卷：地质、水文建筑材料）[M]. 北京：水利电力出版社，1984年.

[16] 华东水利学院. 水工设计手册（第八卷：灌区建筑物）[M]. 北京：水利电力出版社，1984年.

[17] 陈宝华，张世儒. 水闸[M]. 北京：中国水利电力出版社，2003年.

[18] 谈松曦. 水闸设计[M]. 北京：水利电力出版社，1986年.

[19] 张光斗，王光纶. 水工建筑物[M]. 北京：水利电力出版社，1992年.

长江上游水库群多目标优化调度模型及应用研究_水库群调度规则及蓄放次序

长江上游水库群多目标优化调度模型及应用研究_水库群调度规则及蓄放次序

水 利 学 报

2014 年 10 月 SHUILI XUEBAO 第 45 卷 第 10 期 文章编号：0559-9350（2014）10-1175-09

长江上游水库群多目标优化调度模型及应用研究Ⅱ： 水库群调度

规则及蓄放次序

黄 草 1，2，王忠静 1，2，鲁 军 3，丁 毅 3

（1. 清华大学 水利水电工程系，北京 100084；2. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084； 3. 长江勘测规划设计研究院，湖北 武汉 430010）

摘要：水库群联合调度中水库的协同调度规则和蓄放水次序是关键问题。在讨论多目标水库群联合调度的规则制 定方法的基础上，依据“长江上游水库群多目标优化调度模型及应用研究（I）：模型原理及求解”一文中推荐的多 目标

协调方案，统计得出长系列调度和多年平均水文条件下的各水库联合调度规则图，并讨论了其适用条件。进 一步分

析了推荐方案下水库群联合调度的汛前放水和汛末蓄水次序。研究表明，在多年长系列联合优化调度下， 长江上游具有调蓄库容和防洪任务的 11 座多目标混联水库群，其蓄放水次序具有统计规律。出现概率最大的优 化放水次序

为：三峡—水布垭—锦屏 I 级—溪洛渡、构皮滩、二滩—紫坪铺、瀑布沟—隔河岩、宝珠寺、向家 坝；优化蓄水

次序为：锦屏 I 级—二滩、水布垭—隔河岩—溪洛渡、瀑布沟、紫坪铺、宝珠寺、构皮滩—向家坝

—三峡。对于串联梯级水库群，上游水库先放水，下游水库后放水；上游水库先蓄水，下游水库先蓄满。

关键词：长江上游； 水库群； 优化调度规则； 优化放水次序；优化蓄水次序

中图分类号：TV697.1 文献标识码：A doi：10.13243/ki.slxb.2014.10.005

1 研究背景

长江流域水量丰沛，水能资源丰富。随着三峡水库等工程的陆续建成，长江上游干支流控制性

水库群初步形成，将在流域水资源综合利用中发挥重要的作用。然而，随着越来越多的水库投入运