[发明专利]水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及水电站水库的水位管理方法，具体为一种水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法。

背景技术

水电站水库优化调度是为了对水资源合理利用，同时要使发电、防洪、灌溉、供水等多方面的总效益最大。水电站水库优化调度决策水位的确定，既要考虑近期的效益，也要考虑长期效益，既要考虑当前入库流量的变化，也要考虑气候和入流的长期变化规律。通过水库的优化调度，可经济合理地利用水资源，几乎无需增加投资，便可获得显著经济效益。

目前常用的确定决策水位的方法主要有NHQ法和模糊聚类分析法。

NHQ法即水轮机运转特性曲线法，以实际耗水量为求解基础。但实际耗水量难以量化，求解困难，现有的求解结果会导致累积误差。在调度员临时调整调度计划时，该方法估算的决策水位对优化调度会产生不利。方法工程实用性较差。

模糊聚类分析法主要用于短期优化调度，如：日调度，利用平均耗水量进行估算。在中长期优化调度中并无应用。

目前尚无一种水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法。

发明内容

本发明的目的是设计一种水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法，根据水库上游水位的历史数据和入库流量数据计算当前决策水位。

本发明设计的水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法，已知历史数据水库上游水位为Z(m,t)，单位为米，其值为控制时段t内的平均值。入库流量数据Q_in(m,t)，单位为立方米/秒，其值为控制时段t内的平均值。所述m为控制期的编号，t为控制时段的编号；控制期为一次长期优化调度的总时长，一个控制期的时间跨度可为季或年。m的最大值为历史数据保持的时间，m取值1～10即为有十个控制期。每个控制期划分成相等的若干控制时段。控制时段为周、旬和月中的任一种。例如控制期定为年时，控制时段可定为月，即t取值1～12。上、下控制期的控制时段在时间上连续，上一控制期的最后一个控制时段与下一控制期的最先一个控制时段相接。例如m取值1～10、t取值1～12时，Z（1，12）的下一控制时段值为Z（2，1）。

所述历史数据水库上游水位Z(m,t)和入库流量数据Q_in(m,t)为至少跨度五年的连续数据。历史数据不允许有某个时段数据缺失，如果有个别时段数据缺失，用插补法补全。

Q_in为入库流量，Z为水库上游水位，在规定的时间范围内，如设定的某个控制期内或某个控制时段内，水库的入库流量和水位关系为Q(Z)，同一水库的Q/Z为固定值，在任何时间范围内Q/Z均相同。

设定当前控制期为m₀，本法为求取水电站水库长期优化调度的决策水位，即下一控制期m₀+1的初始时段水位为Z(m₀+1,1)。例如控制期为年，当前m＝10，那么下个控制期为m＝11。决策水位确定方法的具体步骤如下：

Ⅰ、选取初始水位值Z(m₀,t₀′)；

选取当前时刻的水位值Z(m₀,t₀′)为初始水位值，其中m₀为当前控制期，t₀′为当前时刻，t₀′所属时段为t₀。

当水库调度过程中一切正常，以即将结束的当前控制期的最后时段水位值为初始水位值Z(m₀,t₀)。在控制期为年的情况下，进行下一年的水位决策时，以当年12月31号所在的时段水位均值为初始水位值。

其它情况下均以当前时刻的水位值Z(m₀,t₀′)为初始水位值，如调度过程中出现了某些优化条件被破坏（如突发性的来水增多等）；或按照既定调度计划执行可能无法完成既定优化目标，有必要修改调度计划时；又或是研究实验时等等。

Ⅱ、求取与初始水位值最接近的历史时段水位值Z(m_i，t₀)；

根据Z(m,t)的历史数据在各个控制期内对t₀时段的水位值进行线性插值，找到与初始水位值Z(m₀，t₀′)最接近的历史时段水位值，记为：Z(m_i，t₀)，m_i为m中的任一个。