第一篇 绪论 3
第1章 流域和水系 3
1.1 流域 3
1.1.1 流域特征 3
1.1.2 流域水文分区 6
1.2 水系 7
1.2.1 水系特征 8
1.2.2 河流分级 11
第2章 流域梯级水电站群类型和特点 12
2.1 国内外水电发展概述 12
2.2 梯级水电站群的结构类型 14
2.3 梯级水电站（群）的特点 14
2.3.1 梯级水电系统的特性分析 15
2.3.2 梯级水电站间的联系 16
2.3.3 梯级水电站（群）调度的优化准则及发展趋势 18
第3章 流域梯级水库水文预测方法研究进展 21
3.1 概述 21
3.1.1 径流预测的概念及分类 21
3.1.2 径流预测的作用 21
3.2 中长期径流预测方法研究进展 21
3.2.1 传统中长期水文预测方法 21
3.2.2 现代中长期水文预测方法 23
3.3 短期径流预测方法研究进展 27
3.3.1 水文模型的概念及分类 27
3.3.2 国外短期径流预测方法的研究进展 28
3.3.3 国内短期径流预测方法的研究进展 30
第4章 流域梯级优化调度方法研究进展 34
4.1 流域梯级水电站常规调度概述与研究进展 34
4.1.1 流域梯级常规调度的概述 34
4.1.2 流域梯级水电站调度图的研究进展 35
4.1.3 流域梯级水电站常规调度函数的研究进展 37
4.2 水库优化调度方法的分类 38
4.3 水电站优化调度研究进展及现状 39
4.3.1 国外研究进展及现状 39
4.3.2 国内研究进展及现状 44
4.4 总结与展望 45
第5章 流域梯级水电站联合优化调度系统研究进展 47
5.1 国外梯级水库优化调度系统现状 47
5.1.1 佐治亚理工水电站水库调度与发电决策支持软件系统 47
5.1.2 美国田纳西流域机构（TVA）的水资源优化调度系统 48
5.1.3 加拿大大不列颠哥伦比亚水电公司的短期优化调度系统 49
5.1.4 国外其他国家的优化调度系统 49
5.2 国内梯级水库优化调度系统现状 50
第6章 流域梯级水电站联合优化运行模式 53
6.1 梯级水电站经济运行 53
6.1.1 中长期运行方式 55
6.1.2 短期运行方式 56
6.1.3 厂内运行方式 56
6.2 梯级水电站补偿效益分析 57
6.2.1 梯级水电站补偿调节概念 57
6.2.2 梯级水电站调度补偿调节计算 58
第二篇 流域梯级水库径流预测 63
第7章 中长期水文预测方法 63
7.1 中长期预测方法 63
7.2 预测因子挑选及统计计算方法 63
7.2.1 预测因子挑选 64
7.2.2 预测因子统计计算方法 64
7.3 回归分析预测技术 66
7.3.1 多元门限回归的基本原理及数学模型 66
7.3.2 多元门限回归的建模步骤及预测方法 66
7.4 时间序列预测技术 68
7.4.1 最近邻抽样回归的基本原理及数学模型 68
7.4.2 最近邻抽样回归的建模步骤及预测方法 69
7.5 人工神经网络预测技术 69
7.5.1 BP网络的基本原理及数学模型 70
7.5.2 BP网络的建模步骤及预测方法 70
7.5.3 应用实例 71
7.6 投影寻踪预测技术 72
7.6.1 投影寻踪的基本原理及数学模型 72
7.6.2 投影方向优化和岭函数拟合 73
7.6.3 投影寻踪回归模型的建模步骤及预测方法 74
7.6.4 应用实例 74
7.7 小波分析技术 75
7.7.1 小波分析的基本原理及数学模型 76
7.7.2 小波分析的建模步骤及预测方法 77
7.8 组合预测模型 77
7.8.1 灰色-周期外延组合模型 77
7.8.2 ANN-SVM组合预测模型 78
第8章 短期水文预报方法 79
8.1 统计相关法 79
8.1.1 降雨径流相关图法 79
8.1.2 河段洪水预报方法 80
8.2 河道洪水演算 81
8.2.1 圣维南方程组 81
8.2.2 马斯京根法 82
8.2.3 特征河长法 83
8.3 新安江模型 83
8.3.1 蓄满产流机制 84
8.3.2 三水源新安江模型 84
8.3.3 三水源新安江模型参数一览 88
8.3.4 三水源新安江模型实例应用 89
8.4 水箱模型 93
8.4.1 水箱模型的模拟机制 93
8.4.2 串联水箱模型 94
8.4.3 水箱模型的应用实例 96
8.4.4 水箱模型的设置 99
8.5 萨克拉门托模型 100
8.5.1 土壤蓄水量模型块 100
8.5.2 流域蒸散发模型块 102
8.5.3 汇流模型块 102
8.5.4 SAC模型的计算流程 102
8.6 SHE模型 103
8.6.1 树冠截留和蒸散发 104
8.6.2 融雪 105
8.6.3 非饱和带水流 105
8.6.4 饱和带水流 105
8.6.5 坡面漫流及河道汇流 106
第9章 流域水文预报方案 107
9.1 流域河系预报体系 107
9.1.1 预报对象 107
9.1.2 技术路线及预报方法 108
9.1.3 预报河段划分 109
9.1.4 河系预报体系 110
9.2 流域河系预报作业模式 110
9.3 流域河系中长期预报作业流程 111
9.4 流域河系短期预报作业流程 113
9.4.1 方案编制和方案管理 113
9.4.2 预测模型参数率定 114
9.4.3 作业预报 116
第三篇 流域梯级水电站运行调度 121
第10章 流域梯级水电站常规调度 121
10.1 水库常规调度理论 121
10.1.1 水库常规调度的原理 121
10.1.2 水库常规调度图所反映的调度规则 121
10.1.3 水库调度函数所反映的调度规则 122
10.2 流域梯级水电站常规调度图的拟定及检验 123
10.2.1 常规调度图绘制 123
10.2.2 改进常规调度图的制作方法 126
10.2.3 常规调度图的优化模型与算法 130
10.2.4 梯级水库常规调度图的绘制思路 135
10.2.5 流域梯级水库改进常规调度图的编制实例 136
10.2.6 梯级水库常规调度图的检验 140
10.3 流域梯级水电站常规调度函数拟合的方法和步骤 141
10.3.1 梯级水库调度函数拟定关注的内容 141
10.3.2 梯级水库调度函数优化的编制步骤 143
第11章 流域梯级水电站中长期优化调度 145
11.1 流域梯级水电站中长期优化调度数学模型 145
11.1.1 优化准则与目标函数 145
11.1.2 约束条件 146
11.1.3 模型的输入与输出 147
11.1.4 各类目标函数的侧重点 147
11.2 流域梯级水库中长期优化调度方法 148
11.2.1 动态规划法求解原理方法 148
11.2.2 增量动态规划（IDP）法 151
11.2.3 离散微分动态规划（DDDP）法 153
11.2.4 动态规划逐次渐进（DPSA）法 155
11.2.5 大系统分解协调法 156
11.2.6 蚁群算法 160
11.3 流域梯级水电站中长期优化调度决策方法和流程 170
11.3.1 预报调度滚动决策方法 170
11.3.2 决策流程 170
第12章 流域梯级水电站短期优化调度 172
12.1 流域梯级水电站短期优化调度数学模型 172
12.1.1 优化准则与目标函数 172
12.1.2 模型的输入与输出 174
12.1.3 各类目标函数的侧重点 175
12.2 流域梯级水库短期优化调度方法 175
12.2.1 遗传算法 175
12.2.2 粒子群算法 178
12.2.3 人工神经网络算法 180
12.2.4 模拟退火算法 181
12.2.5 禁忌搜索算法 183
12.2.6 差分进化算法 186
12.2.7 逐步优化（POA）法 188
12.2.8 逐次优化梯级厂间负荷分配算法 197
12.3 流域梯级短期联合优化调度整体框架 198
12.3.1 梯级短期优化调度模型 199
12.3.2 求解算法模型 200
12.3.3 实例计算 200
12.4 梯级负荷分配模型及最优运行策略 203
12.4.1 梯级厂内负荷分配模型及求解方法 203
12.4.2 梯级厂内负荷分配最优运行方案 204
12.4.3 梯级厂内负荷分配最优运行实例计算 206
12.5 流域梯级水电站短期优化调度决策流程 208
12.5.1 流程 208
12.5.2 水库调度决策前沿问题研究 211
第13章 流域梯级水电站厂内经济运行 214
13.1 流域梯级水电站厂内经济运行概述 214
13.2 流域梯级水电站厂内经济运行数学模型 214
13.2.1 总耗水量最小模型（以电定水） 214
13.2.2 总出力最大模型（以水定电） 215
13.3 流域梯级水电站厂内经济运行优化方法 216
13.3.1 负荷分配传统方法 216
13.3.2 负荷分配智能算法 217
第四篇 流域梯级水电站自动化系统 221
第14章 流域水情自动测报系统 221
14.1 流域水情自动测报系统建设目标和内容 221
14.1.1 建设内容 221
14.1.2 系统间通信 222
14.1.3 建设原则 222
14.2 水情自动测报系统总体结构 222
14.2.1 系统总体网络结构 222
14.2.2 遥测站网布设 222
14.3 水情信息采集和传输系统 224
14.3.1 遥测站系统功能 224
14.3.2 设备选型及主要技术指标 224
14.3.3 水情信息传输 229
14.3.4 遥测系统工作体制 231
14.3.5 遥测系统工作流程 232
14.4 中心站建设 233
14.4.1 中心站功能 233
14.4.2 信息采集和处理子系统 233
14.4.3 数据库管理子系统 234
14.4.4 信息查询子系统 235
14.4.5 洪水预报子系统 236
14.4.6 Web浏览服务子系统 236
14.4.7 中心站网络设计 236
14.5 遥测站土建工程 237
14.5.1 水雨情测验设施建设标准 237
14.5.2 遥测站土建 238
第15章 流域梯级水电站优化调度决策支持系统 240
15.1 流域梯级水电站调度决策支持系统概述 240
15.1.1 数据采集、查询功能模块 240
15.1.2 梯级优化调度辅助决策 240
15.1.3 对于预调度的决策实施过程 241
15.1.4 基于梯级厂间负荷分配的优化决策实施过程 241
15.1.5 方案决策支持分析 241
15.2 系统总体结构和特点 242
15.2.1 系统构架设计原则 242
15.2.2 系统总体结构 242
15.2.3 系统接口 243
15.2.4 系统特点 244
15.3 系统技术要求和技术标准 246
15.3.1 系统技术要求 246
15.3.2 遵循的标准 246
15.3.3 性能指标 247
15.3.4 系统备份和恢复 247
15.4 系统调度决策时序和流程 247
15.5 系统采用的关键技术 253
15.5.1 Rich Internet Applications（RIA） 253
15.5.2 云计算 254
15.5.3 工作流技术 254
15.5.4 统一数据库访问接口 255
15.6 系统的架构方法 255
15.7 系统的功能 257
15.7.1 系统管理平台 258
15.7.2 调度信息管理平台 259
15.7.3 径流情势分析与预测平台 260
15.7.4 梯级水电站优化调度平台 261
15.7.5 梯级水电站优化调度方案决策评估平台 263
参考文献 265