Γενικευμένο πλαίσιο χωρητικότητας-αξιοπιστίας-απόληψης για υδροηλεκτρικούς ταμιευτήρες

A. Efstratiadis, I. Tsoukalas, and D. Koutsoyiannis, Generalized storage-reliability-yield framework for hydroelectric reservoirs, Hydrological Sciences Journal, 66 (4), 580–599, doi:10.1080/02626667.2021.1886299, 2021.

[Γενικευμένο πλαίσιο χωρητικότητας-αξιοπιστίας-απόληψης για υδροηλεκτρικούς ταμιευτήρες]

[doc_id=2082]

[Αγγλικά]

Αν και οι σχέσεις χωρητικότητας-αξιοπιστίας-απόληψης έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στον σχεδιασμό και διαχείριση των υδρευτικών ταμιευτήρων, η εφαρμογή τους στην υδροηλεκτρική ενέργεια είναι πρακτικά ανύπαρκτη. Εδώ επισκεπτόμαστε ξανά την εν λόγω ανάλυση και αναζητούμε την γενική της διατύπωση για υδροηλεκτρικούς ταμιευτήρες, ακολουθώντας μια προσέγγιση στοχαστικής προσομοίωσης. Αφού ορίσουμε βασικές έννοιες και εργαλεία των συμβατικών μελετών, τα προσαρμόζουμε σε υδροηλεκτρικά συστήματα, που διέπονται από διάφορες ιδιαιτερότητες. Δείχνουμε ότι κάτω από κάποιες εύλογες υποθέσεις, το πρόβλημα μπορεί να απλοποιηθεί δραστικά. Κύριες καινοτομίες είναι ο μετασχηματισμός αποθήκευσης-ύψους πτώσης-ενέργειας με τη χρήση μίας μοναδικής παραμέτρου, που αναπαριστά τη γεωμετρία του ταμιευτήρα, και η ανάπτυξη ενός εμπειρικού στατιστικού μέτρου, που εκφράζει την επίδοση του ταμιευτήρα με βάση την προσομοιωμένη καμπύλη πιθανότητας ενέργειας. Το προτεινόμενο πλαίσιο εφαρμόζεται σε ένα πλήθος υποθετικών ταμιευτήρων σε τρεις θέσεις ποταμών της Ελλάδας, με χρήση μηνιαίων συνθετικών δεδομένων εισροών, παρέχοντας εμπειρικές εκφράσεις της αξιόπιστη ενέργειας συναρτήσει της χωρητικότητας και γεωμετρίας του ταμιευτήρα.

Το πλήρες κείμενο διατίθεται μόνο στο δίκτυο του ΕΜΠ λόγω νομικών περιορισμών

PDF Συμπληρωματικό υλικό:

Εργασίες μας στις οποίες αναφέρεται αυτή η εργασία:

1. D. Koutsoyiannis, A generalized mathematical framework for stochastic simulation and forecast of hydrologic time series, Water Resources Research, 36 (6), 1519–1533, doi:10.1029/2000WR900044, 2000.
2. D. Koutsoyiannis, The Hurst phenomenon and fractional Gaussian noise made easy, Hydrological Sciences Journal, 47 (4), 573–595, doi:10.1080/02626660209492961, 2002.
3. D. Koutsoyiannis, A. Efstratiadis, and G. Karavokiros, A decision support tool for the management of multi-reservoir systems, Journal of the American Water Resources Association, 38 (4), 945–958, doi:10.1111/j.1752-1688.2002.tb05536.x, 2002.
4. D. Koutsoyiannis, and A. Economou, Evaluation of the parameterization-simulation-optimization approach for the control of reservoir systems, Water Resources Research, 39 (6), 1170, doi:10.1029/2003WR002148, 2003.
5. D. Koutsoyiannis, G. Karavokiros, A. Efstratiadis, N. Mamassis, A. Koukouvinos, and A. Christofides, A decision support system for the management of the water resource system of Athens, Physics and Chemistry of the Earth, 28 (14-15), 599–609, doi:10.1016/S1474-7065(03)00106-2, 2003.
6. D. Koutsoyiannis, Reliability concepts in reservoir design, Water Encyclopedia, Vol. 4, Surface and Agricultural Water, edited by J. H. Lehr and J. Keeley, 259–265, doi:10.1002/047147844X.sw776, Wiley, New York, 2005.
7. D. Koutsoyiannis, Stochastic simulation of hydrosystems, Water Encyclopedia, Vol. 4, Surface and Agricultural Water, edited by J. H. Lehr and J. Keeley, 421–430, doi:10.1002/047147844X.sw913, Wiley, New York, 2005.
8. A. Christofides, A. Efstratiadis, D. Koutsoyiannis, G.-F. Sargentis, and K. Hadjibiros, Resolving conflicting objectives in the management of the Plastiras Lake: can we quantify beauty?, Hydrology and Earth System Sciences, 9 (5), 507–515, doi:10.5194/hess-9-507-2005, 2005.
9. D. Koutsoyiannis, and A. Montanari, Statistical analysis of hydroclimatic time series: Uncertainty and insights, Water Resources Research, 43 (5), W05429, doi:10.1029/2006WR005592, 2007.
10. D. Koutsoyiannis, C. Makropoulos, A. Langousis, S. Baki, A. Efstratiadis, A. Christofides, G. Karavokiros, and N. Mamassis, Climate, hydrology, energy, water: recognizing uncertainty and seeking sustainability, Hydrology and Earth System Sciences, 13, 247–257, doi:10.5194/hess-13-247-2009, 2009.
11. H. Tyralis, and D. Koutsoyiannis, Simultaneous estimation of the parameters of the Hurst-Kolmogorov stochastic process, Stochastic Environmental Research & Risk Assessment, 25 (1), 21–33, 2011.
12. D. Koutsoyiannis, Hurst-Kolmogorov dynamics and uncertainty, Journal of the American Water Resources Association, 47 (3), 481–495, doi:10.1111/j.1752-1688.2011.00543.x, 2011.
13. I. Nalbantis, A. Efstratiadis, E. Rozos, M. Kopsiafti, and D. Koutsoyiannis, Holistic versus monomeric strategies for hydrological modelling of human-modified hydrosystems, Hydrology and Earth System Sciences, 15, 743–758, doi:10.5194/hess-15-743-2011, 2011.
14. A. Efstratiadis, A. Tegos, A. Varveris, and D. Koutsoyiannis, Assessment of environmental flows under limited data availability – Case study of the Acheloos River, Greece, Hydrological Sciences Journal, 59 (3-4), 731–750, doi:10.1080/02626667.2013.804625, 2014.
15. A. Efstratiadis, Y. Dialynas, S. Kozanis, and D. Koutsoyiannis, A multivariate stochastic model for the generation of synthetic time series at multiple time scales reproducing long-term persistence, Environmental Modelling and Software, 62, 139–152, doi:10.1016/j.envsoft.2014.08.017, 2014.
16. I. Tsoukalas, and C. Makropoulos, A surrogate based optimization approach for the development of uncertainty-aware reservoir operational rules: the case of Nestos hydrosystem, Water Resources Management, 29 (13), 4719–4734, doi:10.1007/s11269-015-1086-8, 2015.
17. I. Tsoukalas, A. Efstratiadis, and C. Makropoulos, Stochastic periodic autoregressive to anything (SPARTA): Modelling and simulation of cyclostationary processes with arbitrary marginal distributions, Water Resources Research, 54 (1), 161–185, WRCR23047, doi:10.1002/2017WR021394, 2018.
18. I. Tsoukalas, C. Makropoulos, and D. Koutsoyiannis, Simulation of stochastic processes exhibiting any-range dependence and arbitrary marginal distributions, Water Resources Research, 54 (11), 9484–9513, doi:10.1029/2017WR022462, 2018.
19. I. Tsoukalas, A. Efstratiadis, and C. Makropoulos, Building a puzzle to solve a riddle: A multi-scale disaggregation approach for multivariate stochastic processes with any marginal distribution and correlation structure, Journal of Hydrology, 575, 354–380, doi:10.1016/j.jhydrol.2019.05.017, 2019.
20. D. Koutsoyiannis, Knowable moments for high-order stochastic characterization and modelling of hydrological processes, Hydrological Sciences Journal, 64 (1), 19–33, doi:10.1080/02626667.2018.1556794, 2019.
21. D. Koutsoyiannis, Simple stochastic simulation of time irreversible and reversible processes, Hydrological Sciences Journal, 65 (4), 536–551, doi:10.1080/02626667.2019.1705302, 2020.
22. I. Tsoukalas, P. Kossieris, and C. Makropoulos, Simulation of non-Gaussian correlated random variables, stochastic processes and random fields: Introducing the anySim R-Package for environmental applications and beyond, Water, 12 (6), 1645, doi:10.3390/w12061645, 2020.
23. N. Mamassis, A. Efstratiadis, P. Dimitriadis, T. Iliopoulou, R. Ioannidis, and D. Koutsoyiannis, Water and Energy, Handbook of Water Resources Management: Discourses, Concepts and Examples, edited by J.J. Bogardi, T. Tingsanchali, K.D.W. Nandalal, J. Gupta, L. Salamé, R.R.P. van Nooijen, A.G. Kolechkina, N. Kumar, and A. Bhaduri, Chapter 20, 617–655, doi:10.1007/978-3-030-60147-8_20, Springer Nature, Switzerland, 2021.

Κατηγορίες: Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, Υδροσυστήματα, Στοχαστική, Αβεβαιότητα, Νερό και ενέργεια