在當(dāng)前流域綜合開發(fā)的背景下,流域內(nèi)多利益主體間公平、高效、合理的效益分配,是維持梯級水庫合作聯(lián)盟的穩(wěn)定性和綜合發(fā)展的可持續(xù)性的關(guān)鍵。本文基于水資源多目標(biāo)開發(fā)要求和多利益主體效益分配問題,提出了同時(shí)考慮水庫貢獻(xiàn)度和犧牲度的組合系數(shù)增益分配模型,綜合水庫在發(fā)電優(yōu)化聯(lián)合調(diào)度中的增益貢獻(xiàn)度和多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度中的效益犧牲度,合理進(jìn)行聯(lián)盟增量效益分配。應(yīng)用結(jié)果表明:增量效益的分配實(shí)質(zhì)上是對水庫貢獻(xiàn)的獎(jiǎng)勵(lì)和對犧牲的補(bǔ)償;貢獻(xiàn)度和犧牲度都較高的水庫分得更多的增量效益,組合系數(shù)分?jǐn)偡ǖ姆峙浣Y(jié)果公平合理;與基于比例分配法和傳統(tǒng)Shapley值分配法的分配結(jié)果相比,組合系數(shù)的分?jǐn)偡椒ǜ袭?dāng)前水資源多目標(biāo)發(fā)展要求。 

【文章來源】：水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2020,39(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

金沙江下游梯級水庫群概化圖Fig.1GeneralizationofcascadereservoirsonthelowerJinshamainstream

通過取50%頻率的逐月頻率法[22]計(jì)算得出。（4）航運(yùn)目標(biāo)：4maxShmax100%TfT通航（11）,min,,max,sitsTtqqqtT通航（12）式中：Sh為通航保證率，s,minq和s,maxq分別為通航河段適宜流量的上下限。模型約束條件包括水庫水量平衡約束、水庫水位、出流流量約束等[23]。3.3模型求解選擇平水年的實(shí)測徑流過程作為模型輸入，采用NSGA-III算法求解上述模型，得到該多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度問題的Pareto前沿，如圖2所示，其中x，y，z軸分別表示缺水率、生態(tài)偏離度和梯級總發(fā)電量，航運(yùn)保證率通過點(diǎn)的顏色映射表示。由圖2可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)電與生態(tài)之間有很明顯的競爭關(guān)系，若水庫選擇生態(tài)較好的方案，梯級水庫的總發(fā)電量效益將會(huì)明顯降低。此外，在Pareto前沿上選擇缺水率最低為0的方案時(shí)，對應(yīng)的發(fā)電量可能僅為1.963×1011kW·h，與可能的最大發(fā)電量相差0.022×1011kW·h；當(dāng)選擇通航保證率最高為99.45%時(shí)，對應(yīng)的發(fā)電量可能僅為1.962×1011kW·h，與可能的最大發(fā)電量相差0.023×1011kW·h。因此，雖然發(fā)電和供水、航運(yùn)之間沒有明顯的競爭關(guān)系，但是在選擇缺水率小或通航保證率高的調(diào)度方案時(shí)，也有可能造成流域發(fā)電效益的降低。綜上，當(dāng)流域梯級水庫考慮生態(tài)、供水和航運(yùn)要求時(shí)，對梯級發(fā)電效益產(chǎn)生一定的影響，各庫在盡可能滿足這些效益目標(biāo)需求時(shí)，自身的發(fā)電效益也會(huì)發(fā)生改變。此外，如圖所示，發(fā)電以外的其他目標(biāo)之間沒有明顯的作用關(guān)系，且它們之間的相互關(guān)系對發(fā)電量的沒有直接作用，因此在本研究中不考慮其他效益目標(biāo)間的相互影響。圖2多目?

96水力發(fā)電學(xué)報(bào)各庫在三個(gè)效益目標(biāo)上子犧牲度的占比如圖3所示。最后根據(jù)確定的“犧牲度”因素權(quán)重，與犧牲系數(shù)矩陣相乘，即可得各水庫的犧牲度系數(shù)。本研究認(rèn)為這三個(gè)效益目標(biāo)的重要性程度在計(jì)算增益分配時(shí)處于同等地位，則各因子權(quán)重均為1/3，即可計(jì)算得最終四庫增益分配的犧牲度系數(shù)為A0.032，0.326，0.354，0.288。圖3各庫各目標(biāo)貢獻(xiàn)度雷達(dá)圖Fig.3Radarmapsofthecontributionofeachtargetineachreservoir（4）增益分配系數(shù)：綜合增益貢獻(xiàn)度系數(shù)和犧牲度系數(shù)，兩者各取0.5權(quán)重加和，得到最終的增益分配系數(shù)為ω0.030，0.316，0.388，0.266。根據(jù)上述步驟得到的分配系數(shù)，可進(jìn)一步計(jì)算各庫在多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度中的增益分配情況。根據(jù)表1所示的平水年來水條件下各庫單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的發(fā)電效益，四庫均單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的總發(fā)電量為1.973×1011kW·h。與多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果對比，多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度的最優(yōu)方案下，梯級總發(fā)電量為1.985×1011kW·h，增益1.182×109kW·h。繼而可計(jì)算得四庫共同聯(lián)盟狀態(tài)下，考慮多目標(biāo)優(yōu)化要求時(shí)，各庫分配到的增益量分別為0.349×108kW·h、3.739×108kW·h、4.585×108kW·h、3.145×108kW·h。最終，各庫的發(fā)電量總效益分別為4.268×1010kW·h、6.614×1010kW·h、6.063×1010kW·h、2.904×1010kW·h。將組合系數(shù)的增益分配結(jié)果與按調(diào)節(jié)庫容比例分配法和傳統(tǒng)Shapley法的分配結(jié)果進(jìn)行比較，如表4、圖4和圖5所示。比例分配法中，白鶴灘因其調(diào)節(jié)庫容較大，因此分配占比較大，分得效益最多；而向家壩因調(diào)

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本文編號：2983660