前言

近年来，我国水电事业的发展速度和规模突飞猛进，已跃居世界水电大国首位，并形成了或将形成一大批具有电站级数多、装机容量大、输送电范围广等特点的大规模梯级水电站群。这类大规模梯级水电站群的优化调度问题具有非常显著的高维数、非线性、多阶段、约束强耦合等特点，动辄十几级甚至几十级电站规模使“维数灾”问题变得尤为突出，求解难度越来越大，计算效率越来越低。采用传统优化方法求解呈现一定的局限性，已无法满足电网和水电公司的精细化调度需求，探索合理高效的求解算法是水电调度工作亟待解决的重要课题。因此，本书针对我国水电快速发展所面临的“大规模梯级水电系统优化调度可建模问题”“大规模梯级水电系统优化调度求解效率问题”以及“响应极端干旱气候的梯级水电系统调度规则问题”三大科学问题，以西南地区大型流域红水河和澜沧江梯级水电站群为工程背景，在深入分析梯级水电站群长期优化调度特性的基础上，结合近年来兴起的Fork/Join多核并行框架，开展了粗粒度并行混合智能算法以及细粒度并行动态规划类方法的研究。

全书共12章，第1～4章主要阐述了我国水电发展概况、国内外研究进展、Fork/Join框架简介以及工程背景等基础信息。第5～7章主要提出了3种新型混合智能算法及其粗粒度并行化设计模式。第8～10章主要提出了3种常规动态规划类方法的细粒度并行化设计模式。第11章对梯级水电站群长期发电优化调度应用系统的设计功能及要点进行了简要介绍。第12章对全书进行总结。最后在附录中提供了Fork/Join框架并行计算的实现代码以及对其阈值选取公式的改进建议。本书第1、第2、第11、第12章以及附录与参考文献部分由水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室王森主笔完成；第3、第4、第10章由水利部珠江水利委员会技术咨询中心李善综主笔完成；第5～7章由珠江水利科学研究院石赟赟主笔完成；第8、第9章由珠江水利科学研究院熊静主笔完成。全书由王森构思、编写提纲、统稿及定稿，并在珠江水利科学研究院马志鹏博士以及华北水利水电大学李保健老师的指导下完成。同时，在本书的出版过程中，得到了珠江水利科学研究院、水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室各级领导的大力支持和帮助。另外，本书由国家重点研发计划“珠江流域水资源多目标调度技术与应用”（2017YFC0405900）、水利部公益性行业科研专项“珠江河口咸情变化及抑咸对策研究”（201501010）以及国家自然科学基金“珠江河口咸潮上溯和调水抑咸动力响应机制”（51409286）资助。在此，向所有支持和帮助过我们的领导、同事、朋友表示由衷的感谢！

由于大规模梯级水库群优化调度问题本身的复杂性，加之经费、条件以及编者水平等因素所限，书中不足乃至错误之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2017年8月于广州