水库汛末蓄水防洪与兴利合作关系建模分析

• Published in: 中国农村水利水电 no. 12; pp. 1 - 16
• Main Authors: 王欣, 胡铁松, 曾祥, 李想
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 湖北省水利水电科学研究院 湖北省节水研究中心,湖北 武汉 430070%武汉大学 水资源工程与调度全国重点实验室,湖北 武汉 430072%武汉大学资源与环境科学学院,湖北 武汉 430079 15.12.2023
• Subjects: 主从递阶决策; flood prevention; Stackelberg game; hydropower generation; 水库优化调度; 防洪; partial cooperation; 水力发电; ill-posed bilevel programming; 不适定二层规划; 部分合作; reservoir operation optimization
• ISSN: 1007-2284
• DOI: 10.12396/znsd.230969

TV697; 水库汛末提前蓄水调度具有主从递阶的决策结构,而发电目标的异参同效性使给定防洪规则时最优蓄水方案不唯一,即水库优化调度求解存在"不适定性",水库运行管理单位是否选择对防洪安全更有利的蓄水方案影响调度效益的实现,表明防洪与兴利在竞争关系外还存在合作潜力.针对这一问题,围绕如何加强兴利部门对防汛部门的合作意愿从而提升水库调度整体效益,建立了基于下层决策者满意度的合作激励模型.该模型以不适定二层规划为框架,从水库调度决策特点出发,对兴利部门的合作意愿与其在给定防洪规则下的预期发电收益的非线性相关关系进行描述,进而得到兴利部门选择有利于防洪目标蓄水方案的概率,并采用多种群混合进化粒子群算法对模型求解.同时设置量化指标,对合作激励机制下的水库优化调度决策效率损失和整体目标实现度进行评估.在三峡水库汛末提前蓄水调度实例中,将新模型与乐观、悲观和部分合作模型结果进行了对比分析.结果表明,合作激励的机制会促使防汛部门适当让渡部分效益以提高水库蓄水发电效益,进而鼓励兴利部门选择更有利于防洪安全的方案,同时能较为显著地减少主从竞争博弈导致的调度决策效率损失.此外,与线性满意度模型相比,本文提出的非线性的满意度～预期调度效益值关系曲线更符合水库调度的实际决策特征.