[发明专利]利用CFS集合预报产品的水电站中期滚动调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用集合预报产品的调度策略及方法，特别涉及基于CFS集合预报的水电站(群)的中期优化调度运行，属于预报和调度运行领域。

技术背景

径流是水电站（群）优化运行模型的最重要的输入。其不确定性描述是否符合实际关系到优化运行模型及其求解结果能否直接应用于生产实际。降水是影响径流的关键因素，而单一的降雨预报信息量有限，可能导致某些场次的水文预报存在较大的偏差，进而影响水电站（群）的优化调度运行。

近年来，集合数值天气预报技术的发展，为降水和径流预报提供了新的思路。集合预报将单一确定性预报转变为概率预报，能够很好地考虑到模型的不确定性、初始条件和边界条件的变化及数据同化等多种因素，既可给出确定性预报值，又能提供预报值的不确定性信息，从而弥补单一确定性预报的不足，显著减少预报的不确定性。美国国家环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）的气候预测系统（Climate Forecast System，CFS）是海洋大气耦合的全球气候预报系统，可为全球提供最新的多时间尺度集合预测资料。许多研究结果表明，CFS数据预报精度和可信度较高，可为水电站(群)的中长期调度服务。

水电站(群)调度是一个“预报、决策、实施、再预报、再实施”的前向滚动决策过程，考虑其长期径流变化规律和运行规律，以长期调度预案为指导，依据动态更新的CFS集合预报信息并结合当前工情、工况及历史调度决策方案等相关信息，滚动制定调度方案,逐步修正调度偏差，既可满足年、月、旬、周等大尺度步长下调度方案的指导性条件，又可充分考虑当前水情变化过程，确保调度方案的科学性合理性，保证当前计算时段和余留期效益的最大化。

目前国内外相关研究成果和文献报道大多以研究为主，尚未见到集合预报产品的实用化应用。本发明前瞻水电站(群)实际调度需求，提出了一种利用CFS集合预报产品的水电站(群)中期滚动调度方法，指导水电站(群)中调调度，本成果在我国水电站(群)的优化调度运行管理中具有重要的率先垂范意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是由CFS集合预报产品为水电站(群)提供最新的降雨预报，利用BP神经网络模型开展径流预报，滚动确定水电站(群)在最新预报信息下的调度策略，从而保证水电站(群)调度运行方案的科学性合理性，提高水电站(群)的运行效率和管理水平。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种利用CFS集合预报产品的水电站(群)中期滚动调度方法，按照下述步骤实现水电站(群)的中期滚动调度过程：

(1)利用基于Fork/Join(多核并行下载)框架的多核并行下载技术每天定时从美国CFS集合预报服务器下载并解析预见期的CFS集合预报文件；

(2)根据CFS集合预报文件特征信息及水电站(群)的控制点经纬度信息获得CFS集合预报文件中与之最相近关键网格节点在不同预报时间下的预报降雨，采用双线性插值和距离反比权重插值方法开展时空降尺度获得水电站(群)不同预见期的预报降雨；

(3)构造相应的影响因子数据并输入已由有效历史数据率定完成的BP神经网络模型得到相应的径流预报值；

(4)调度决策人员根据目标水电站(群)的最新预报信息、实际工作状态和所选优化模型等，利用POA、DDDP等优化方法滚动计算获得水电站(群)的最优调度策略，采用前面若干时段计算结果作为决策辅助信息指导水电站(群)运行；

(5)在实施面临时段决策的过程中，重复步骤(1)-(4)，可获得最新预报信息及调度决策信息，形成“预报、决策、实施、再预报、再实施”的滚动调度过程；

本发明对比现有技术有如下有益效果：本发明前瞻水电站(群)实际调度需求，利用最新CFS集合预报降雨信息并输入已由有效历史数据率定完成的BP神经网络模型开展径流预报，滚动确定水电站(群)在最新预报信息及长期调度指导原则下的调度策略，形成“预报、决策、实施、再预报、再实施”的滚动调度过程，既能考虑历史决策信息和长期调度预案，又可充分利用最新预报信息及水电站(群)实时工情、工况，确保调度运行方案的连续性、合理性；既可保证当前计算时段效益的最大化，又能保证余留期效益的最大化。

附图说明

图1是利用CFS集合预报产品的水电站(群)中期滚动调度方法流程及相应的关键技术图。

图2是基于Fork/Join框架的多核并行下载框架图。

图3是多线程下载及断点下载示意图。

图4是CFS文件存储结构示意图。