传统的水电
用于评估水电长期能源/水风险的先进建模工具
领导公司
太平洋西北国家实验室
首席研究员
- 马克Wigmosta
这个项目将提供一个可扩展的, 高分辨率的, 基于物理的建模框架,以评估面对水文变化的不同潜在水电投资和运营决策. 具体地说, 建模框架将能够量化风险, at the plant 和 system levels; impacts of hydrologic conditions on hydro权力 和 thermoelectric production; water temperature; 和 ecosystem resources.
技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
液压预测
状态
正在进行的
完成日期
TBD
传统的水电
综合流量预测在水电规划中的应用基准
领导公司
CEATI国际
首席研究员
- #0429
This study includes three main components: a literature review of the use of streamflow ensembles; industry level surveys 和 interviews to benchmark the current use of ensembles; 和 an interactive Roadmap to guide users through the many different components of developing, 验证, 处理, 使用集合数据.
技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
液压预测
状态
完整的
完成日期
2020
传统的水电
径流对季风期降水的可预测性和敏感性
领导公司
垦务局
首席研究员
- 达格玛卢埃林
研究需求:在美国西部, 暖季降水历来为融雪径流提供了次要水源(Serreze等)., 1999). 然而, 气温升高和积雪减少表明,它可能对水资源管理越来越重要. 像这样, 人们对了解暖季降水的可预测性很感兴趣, 以及水资源的敏感性和对水资源的管理. 了解暖季降水的可预测性是美国气象局特别感兴趣的问题.S. 西南, 夏季受北美季风影响的地区(Adams 和 Comrie 1997). 使用季风预报的一个障碍是它们在模拟降水方面的技能较低. 然而, 有人建议,任何对季风的考察都应考虑大尺度环流, 而不是直接检测降水(Seneviratne等). 2012). 在这一点上,Prein(2019)确定了美国的大规模条件.S. 西南与季风降水异常有关, 并发现它们被NCAR的社区地球系统模型(CESM)和其他一般环流模型可靠地捕获. 这为在预报集合产品中评价季风环流模式提供了动力.
技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
液压预测
状态
正在进行的
完成日期
2022
传统的水电
水电梯级协调预测控制
领导公司
卡耐基梅隆大学
首席研究员
- 安德鲁·哈曼
水电是一种重要的可再生能源. 它是低碳的,几乎没有排放 微粒污染可以迅速增加,并且能够在几个小时或几个小时内储存能量 天. 虽然水电本身是一种非常宝贵的资源,但它也可以作为一种关键的推动因素 因为风能和太阳能等不可分配的可再生能源的渗透率不断提高 权力. 该项目侧重于开发一个基于优化的协调控制框架 水电梯级. 它主要由两部分组成. 首先是发展 协调计划. 第二是开发的仿真和状态估计工具 允许比较历史操作和指定操作 协调计划. 全球最大网赌正规平台开发的协调控制方案是基于一种被称为 模型预测控制(MPC),其中设计了一个线性状态空间模型来建模 水力梯级的水力学. 这里,水力学模型描述了水如何在一个 水电梯级改变了每个水电站后面的水库高程. 该模型 说明从上游工厂排放的水影响前湾之间的延迟 下游厂房标高. 该控制方案还考虑了尾流高度的非线性特性. 有一个 排入尾水的水量与尾水有明显的关系 海拔高度. 全球最大网赌正规平台的建模工作进一步确定了导致这种情况的条件 侵占和模拟侵占. 侵蚀是当下游前海湾 退回到上游尾流,导致尾流标高高于它应该是 否则. 该优化方案还考虑了水轮机流量、水力参数之间的关系 水电厂的机头和发电机组. 水轮机流量和水头 是否用一个三维立体的发电量映射到相应的电量 分段平面函数. 该功能适用于历史操作数据. 因为关系 三个变量之间可以用一组线性函数表示,模型为 水电生产可以整合成一个线性或二次规划. 这将导致 优化模型速度快、精度高,是其他协调控制的一个改进 基于非线性或混合整数规划的方案. 目标函数是最小化涡轮流量的平方和 每个水电站的泄漏. 重量的选择使水优先 从大表面积水库排放到小表面积水库. 这分配了 一定的水量,使其产生最大总水头. 权重 这种方式在水电优化文献中是独一无二的. 在中哥伦比亚水电系统上对协调控制方案进行了试验. 哥伦比亚中部由华盛顿州东部哥伦比亚河上的七座水坝组成. 历史 系统操作的数据使全球最大网赌正规平台能够对协调方案的性能进行基准测试 具有实际的系统操作. 提供了进一步的数据,使全球最大网赌正规平台能够正确校准 模型参数,包括前尾曲线、行程时间和水力 生产函数. 模拟进行了为期5天的5分钟时间分辨率. 结果 全球最大网赌正规平台的模拟,简而言之,可以浓缩为四个方面. 1. 在整个过程中,系统的水力位能(H/K)稳步增加 模拟. 模拟期结束时,系统总H/K为0.高6% 比历史上的情况要好. 这意味着要增加几英尺的液压头. 2. 储存在级联中的净能量增加了. 总的来说,净能源效益为1708 MWh或0.在模拟期间产生的总能量的33%. 一般来说, 大古力能源短缺(1).e.优化情况下,其前凸小于 历史上的例子)和剩余的水力发电厂运行能源过剩. 3. 大幅减少了爬坡. 定量测量表明,这一趋势正在加速 在除大古力以外的所有水电站都大幅下降. 定性, 在优化情况下,放电曲线比历史情况下平滑得多 情况下. 这种操作方法可能有实质性(但不确定)的好处 水电站业主和运营商由于机组的循环和坡道减少,其中 降低了维护和维修成本. 4. 满足系统约束. 中哥伦比亚大学系统在许多方面受到限制 由于环境对涡轮机排放,泄漏和流动的限制,一年中的时间 增加. 这些限制是为了确保哥伦比亚河鲑鱼洄游的健康 在神父急流下游的汉福德河段的河流和产卵区. 之一 在优化框架中进行协调控制的主要好处是 可以显式地遵守系统约束. 这确保了监管和合法 系统操作的边界完全满足. 研究的第二部分涉及到a的状态估计过程的开发 水电梯级. 对协调控制方案的评价需要建立状态 估计程序,以协调测量值的涡轮机排放,泄漏,和前湾 海拔高度. 代替能够在实际上测试协调控制方案的输出 或者在高保真模拟器上,这是一个本质上不准确的计算机模型 必须使用. 该模型将包含一些建模错误. 同样,被测量的流和 前湾标高可能存在偏差和噪声. 这些偏差和噪声水平是未知的,而且,先验地,全球最大网赌正规平台不知道哪些值可以 信任到什么程度. 状态估计程序取这些值和水力参数 模型,并调整测量,使模型是开环稳定和估计 测量结果彼此一致. 一般的想法是一个流量测量是 假设是通过系统的真实流,而其他流(上游和/或 下游)进行调整,以减少估计流量与实际流量之间的剩余误差 测量流. 在过程中添加约束,以确保估计的流型是正确的 与实测流型相似. 结果表明了该方法的实际有效性 提出的状态估计方法.
技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
液压预测
状态
完整的
完成日期
2015
传统的水电
环境约束下多水库系统最优调度方案的确定
领导公司
范德比尔特大学
首席研究员
- 水电基础
在层状储层中, 大坝尾水排放和热电厂进水水质和温度都高度依赖于结构深度. 二维横向平均模型可以更好地预测特定深度的水质随时间的变化. 因为高保真模型的计算量太大了 直接包含在优化算法中代价高昂, 采用一维模型将水质纳入简单的流量要求. 通过使用代理建模方法,可以将水质预测纳入优化过程, 在此应用人工神经网络(ANN)模型. 人工神经网络是一种灵活的机器学习工具,用于功能逼近,由多层结构中组装的神经元结构组成. 它们能够处理大量的训练数据和建模非线性动态系统, 使得人工神经网络非常适合这种应用. 本报告说明了人工神经网络模型的发展,以模拟高保真的水动力和水质建模能力, 二维ce - quality -W2 (W2)模型, 以及一个联系河流的水库系统优化过程,其中占能源发电, 水平衡与水力学, 并遵从点水质. 以串联的一对水库为例,演示了每小时水力发电的规划过程. 这两个水库是U.S. 陆军工程兵团在纳什维尔附近的坎伯兰河上进行水力发电项目, 田纳西州, 美国. 这里展示的内容主要是先前在HydroVision国际会议上发表的技术论文的组合(Shaw等人)., 2015, 2016).
技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
液压预测
状态
完整的
完成日期
2016
传统的水电
传统的水电
基于水约束级联水力发电系统建模与优化的多维时空水电运行灵活性探索[HydroWIRES]
领导公司
史蒂文斯理工学院
首席研究员
- 武磊lwu11@stevens.edu
缺乏准确的入流预报信息是制约水电厂优化运行的一大障碍. 这两种季节性流入预期都是如此, 哪些因素会影响大宗能源生产的长期规划, 每日流入预期, 这会影响灵活性, 在层叠式工厂的情况下,情况会进一步恶化. The proposed work aims to develop: 1) accurate machine-learning based closed-loop forecast models for seasonal 和 day-ahead water inflows; 和 2) enhanced cascading hydroelectric system (CHE) modeling 和 data-driven optimization approaches to explore multidimensional spatial-temporal hydro权力 operational flexibility potentials with proper consideration of unique characteristics of CHE systems. 技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
液压预测
状态
正在进行的
完成日期
TBD
传统的水电


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