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现有的弗莱英潘-阿肯色项目河件规划模型是为了支持长期的水管理和规划使用，如供水和政策评估. 在模型的当前状态下，它不支持实时操作使用. 该项目的主要目标是调整现有模型，以支持短期业务决策的使用, 预测, 概率风险管理, 和管理，以便该模型可以用于这些目的，并提供完整的文档，以便该过程可以用于未来的模型开发人员.

这个项目将提供一个可扩展的, 高分辨率的, 基于物理的模型框架，评估面对水文变化的不同潜在的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.

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, 使用集成数据.

目前的预测模型中，低海拔积雪在多大程度上导致了径流预报误差? 通过改变预测模型的空间结构，包括改进其对低海拔雪和水库流入的表示，可以提高预测技能吗? 将遥感和/或地面积雪产品纳入预测模型，可以提高预测技能?

研究需求:在美国西部, 历史上，暖季降水为融雪径流提供了二次水源(Serreze et al .)., 1999). 然而, 不断升高的气温和不断减少的积雪表明，它可能对水资源管理具有重要意义. 像这样, 人们对了解暖季降水的可预测性很感兴趣, 以及水资源和管理对这一水源的敏感性. 了解暖季降水的可预见性在美国是特别有意义的.S. 西南, 夏季受北美季风影响的地区(Adams和Comrie, 1997年). 使用季风预报的障碍之一是他们模拟降水的技能很低. 然而, 有人建议，对季风的任何研究都应考虑大规模环流, 而不是直接检测降水(Seneviratne等人. 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捕捉到. 这为在预报集合产品中评估季风环流模式提供了动力.

       水电是一种重要的可再生能源. 它是低碳的，排放量几乎为零 微粒污染，可以迅速上升，并能够储存能量在许多小时或 天. 虽然水电本身是一种非常宝贵的资源，但它也可以发挥关键的推动作用 对于不可分配的可再生能源，如风能和太阳能，越来越多的渗透 权力. 本项目主要研究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. 第二个是已经开发的模拟和状态估计工具 控件指定的操作与历史操作进行比较 协调计划. beat365官方app下载开发的协调控制方案是基于一种被称为 模型预测控制(MPC)，其中设计一个线性状态空间模型来建模 水电梯级的水力学. 在这里，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度. 该模型 考虑到上游工厂的水排放之间的延迟影响了前湾 下游工厂的标高. 该控制方案还考虑了尾水高度的非线性特性. 有一个 尾水渠排水量与尾水渠之间存在明显的关系 海拔高度. beat365官方app下载的建模工作通过识别导致这一结果的条件，更进一步 侵占和建模侵占. 侵占是当下游前湾 倒车到上游尾水，导致尾水高度高于它本来的高度 否则. 优化方案还考虑了水轮机流量与水力的关系 水电厂的水头和发电装置. 涡轮流量和水头 是否映射到相应数量的发电用三维 分段平面函数. 该功能适用于历史操作数据. 关系以来 这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 该优化模型既快速又准确，是其他协调控制的改进 基于非线性或混合整数规划的方案. 目标函数为最小的涡轮流量和的平方之和 每个水电厂都有泄漏. 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. 分配一个 一定体积的水，从而产生最大的总水头. 权重 这种方式的水轮机流量在水力优化文献中是独一无二的. beat365官方app下载在中哥伦比亚水电系统上测试了协调控制方案. 中哥伦比亚河由位于华盛顿州东部的哥伦比亚河上的七座水坝组成. 历史 beat365app下载系统操作的数据允许beat365官方app下载对协调方案的性能进行基准测试 实际系统操作. 提供了进一步的数据，使beat365官方app下载能够正确地校准 beat365官方app下载的模型参数，包括前湾和尾水曲线，旅行时间和水力 生产函数. 模拟时间为5分钟，为期5天. 结果 简单地说，beat365官方app下载的模拟可以浓缩成四个区域. 1. 系统的水力势(H/K)在整个过程中稳步增加 模拟. 仿真周期结束时，系统总H/K为0.高6% 比历史上的情况要好. 这就增加了几英尺的水头. 2. 叶栅中储存的净能量增加了. 总的来说，净能源效益是1708年 MWh,或0.模拟期间产生的总能量的33%. 一般来说, 大古力出现了能量赤字.e.，其前海湾在优化情况下低于 历史案例)和剩余的水电厂运行的能源过剩. 3. 坡道大幅减少. 定量措施表明，坡降 除了大古力水电站外，每个水电站的发电量都大幅下降. 定性, 优化后的放电曲线比历史工况更加平滑 情况下. 这种手术方法可能有实质性的(但不确定的)好处 水电厂业主和经营者由于较少的单元循环和坡道，这 降低维护和维修成本. 4. 满足系统约束条件. 中哥伦比亚大学的体系在很多方面都受到了限制 由于环境限制，汽轮机排放，溢出，和流量 增加. 这些限制是为了确保哥伦比亚河上鲑鱼的健康 河流和牧师急流下游汉福德河段的产卵区. 之一 在优化框架中进行协调控制的主要好处是 可以明确地遵守系统约束. 这确保了监管和法律 系统操作的边界完全满足. 研究的第二部分是开发一种状态估计程序 水电梯级. 评估协调控制方案需要发展一种状态 校准涡轮流量、溢出和前舱测量值的估算程序 海拔高度. 代替能够测试输出的协调控制方案上的实际 中哥伦比亚系统或高保真模拟器，一种天生不准确的计算机模型 必须使用. 这个模型将包含一些建模错误. 同样，测量的流量和 前湾海拔高度可能有偏倚和噪声. 这些偏差和噪声水平是未知的，beat365官方app下载也不知道哪些值可能是未知的 信任又到什么程度. 状态估计过程取这些值和水力 模型，并调整测量，使模型开环稳定和估计 测量值彼此一致. 一般的想法是，一个流量测量是 假设是通过系统的真实流，以及其他流(上游和/或 下游)进行调整，以减少估计流量与流量之间的残差 测量流. 向程序中添加约束以确保估计的流量剖面是 与实测的流型相似. 实验结果表明了该方法的实用效果 提出的状态估计方法.

在分层水库, 大坝尾水排放和热电厂取水的水质和温度在很大程度上取决于结构深度. 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. 因为高保真度模型通常需要太多的计算 直接包含在优化算法昂贵, 水质采用一维模型，是简单的流量要求. 通过使用代理建模方法，可以将水质预测纳入优化过程中, 在此应用人工神经网络(ANN)模型. 神经网络是一种灵活的机器学习工具，用于函数逼近，由多层结构中组装的神经元结构组成. 他们能够处理大量的训练数据和建模非线性动态系统, 这使得人工神经网络成为一种非常适合这种应用的方法. 本报告说明了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 - equal -W2 (W2)模型, 以及一个连接河流的水库系统优化过程，其中占能源生产, 水平衡与水力学, 水质达标点. 以一对串联的水库为例，介绍了逐时水力发电规划方法. 这两个水库是U.S. 美国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. 这里介绍的内容主要是以前在国际水利视觉会议上介绍的技术论文的组合(Shaw等人., 2015, 2016).

本研究的目标是开发一种新的流量偏差修正方法，该方法可用于在每天的时间步长上为水资源模型创建输入时间序列. 该方法避免了偏差修正后的流场中存在的失真现象, 例如月边界上的不连续和不一致的本地流入. 在方法上的进展是，偏差校正方法将发展基于主要水文过程的校正.g. 雪融化)而不是在每年的时间(例如.g. 基于月的修正)，并且该方法将考虑连续下游位置之间的连通性，从而产生实际的增量流量.

在传统的基于水库的水力发电系统之上，越来越多的人对建造新型的ROR水力发电系统感兴趣, 有越来越多的 由于流量的波动性而带来的运营挑战. 斯诺霍米什县公众 公用事业区(SnoPUD)最近投资建设和运营3个新的 在华盛顿西北部沿卡里根河，汉考克河， 和扬斯河. 为了有效地计划发电调度，SnoPUD已经表示 有兴趣开发一种准确的预测工具来预测发电能力 认可职业ROR系统. 下面的研究项目旨在使用统计学习模型，即Hidden 马尔可夫模型(HMMs)，以预测前面提到的发电能力 ROR系统. 这些模型使用了12年的历史流量数据 收集地点和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)高山草甸站记录的降水数据. 研究了四种建立模型的方法，以提高模型的预测精度, 并与持久化模型进行了比较. 尽管只使用了一组可观察变量，hmm被证明具有 相对于持久性模型方法，在准确性上有了微小的改进，这显示出了巨大的进步 对未来工作的乐观.