Optimální řízení vodní kaskády

Abstract

Cílem této práce je seznámení se s Vltavskou vodní kaskádou a zkonstruování vhodného matematického modelu založeného na fyzikálních rovnicích, který se bude věrně podobat reálnému systému, pro potřeby optimálního řízení. K vytvoření matematického modelu Vltavské kaskády jsou použity Saint Venantovy rovnice, popisující otevřený hydraulický systém, tedy dosahy řeky. Následně je provedena parametrizace a verifikace jednotlivých modelů přehrad Vltavské kaskády a dosahů řeky mezi vodními díly na základě technických parametrů vodních děl a získaných dat. Byl vytvořen algoritmus optimálního řízení Vltavské vodní kaskády založený na získaném lineárním prediktivním modelu pro dosahování referenčních objemů na vodních dílech za použití omezení akčních zásahů a výstupů systému.

The aim of this thesis is to become acquainted with Vltava water cascade and to construct suitable mathematic model based on physical equations which would be like the real system and for the purposes of optimal control. There are used Saint Venant equations for the construction of Vltava water cascade mathematic model. These equations describe open hydraulic system, represented by the river reaches in the model. Afterwards, the parametrisation and verification of each dam model and the river reaches between hydraulic structures based on Vltava hydraulic structures technical parameters and acquired data were made. There is created an algorithm of optimal Vltava water cascade control based on acquired linear predictive model in order to achieve reference hydraulic structures volumes with the usage of action interference limit and limit for system outcomes.