[发明专利]基于动态调节性能的水库群补偿调度方法及系统

权利要求书

1.一种基于动态调节性能的水库群补偿调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立防洪点超额水量分配模型；根据各水库动态调节系数的大小确定水库群轮库补偿调度次序；确定水库群补偿调度的目标函数和约束条件；采用分级控制分段试算法计算得到水库调度方案。

2.如权利要求1所述的基于动态调节性能的水库群补偿调度方法，其特征在于，进一步为：

步骤1、建立防洪点超额水量分配模型：

步骤11、计算防洪点超过安全泄量的水量W_超额，

其中，Q(t)为防洪点天然洪水过程；q_A为防洪点的安全泄量；t₀、t₁分别为超额水量的起、止时序；Δt为时段长；T为次洪总时段数；

步骤12、计算第i个水库泄流在防洪点的响应过程位于[t₀，t₁]时段的水量W_i，

Wi=Σt=t0t1Qi′(t)·Δt]]>

其中，Q_i’(t)为第i个水库泄流在防洪点的响应过程，Δt为时段长；

步骤13、计算需要预留的库容ΔV_i，

ΔV_i＝h_i·S_i-ΔW_i

其中，ΔW_i为第i个水库在计算期内的下泄水量，V_i为水库在当前水位下剩余的调蓄库容，h_i为后续降雨量，S_i为水库控制面积；

步骤14、计算第i个水库分担的拦蓄水量W_i,拦蓄，n个水库的极限拦蓄水量W_拦蓄，第i个水库实际拦蓄水量的分担系数，以及第i个水库实际拦蓄水量；

第i个水库分担的拦蓄水量，W_i,拦蓄＝min{V_i-ΔV_i,W_i}

n个水库的极限拦蓄水量，

第i个水库实际拦蓄水量的分担系数，

第i个水库实际拦蓄水量，ΔW_i'＝λ_i·W_拦蓄；

步骤2、根据各水库动态调节系数的大小确定水库群轮库补偿调度次序：

计算第i个水库动态调节系数α_i，

αi=1-min(Wi,Vi-ΔVi)Vi-ΔVi]]>

其中，V_i为水库在当前水位下剩余的调蓄库容，ΔV_i为需要预留的库容，W_i为第i个水库泄流在防洪点的响应过程位于[t₀，t₁]时段的水量；

步骤3、确定水库群补偿调度的目标函数和约束条件：

以防洪点的洪峰流量最小为目标，其目标函数为：

第1个水库的目标函数表达式为：

其中，T为调度期时段数；q₁(t)为第1个水库的出库流量在防洪点的响应过程；Q_区(t)为区间流量过程；q_A为防洪点安全泄量；

第i个水库的目标函数表达式为：

其中，q_i(t)为第i个水库的出库流量在防洪点的响应过程；为第1库至第i-1库的出库流量在防洪点的响应过程之和；其它变量同前所述；

约束条件包括水量平衡约束、水库最高水位约束、调度期末水位约束、水库泄流能力约束和出库允许变幅约束：

其中，水量平衡约束：Vi(t)=Vi(t-1)+[Qi(t)+Qi(t-1)2-qi(t)+qi(t-1)2]·Δt,]]>

其中，Q_i(t-1)，Q_i(t)为第i水库第t时段始末入库流量；q_i(t-1)，q_i(t)为第i水库第t时段始末出库流量；V_i(t-1)，V_i(t)为第i水库第t时段始末水库的蓄水量；Δt为时段长；

水库最高水位约束Z_i(t)≤Z_max,i，Z_max,i＝Z(V(Z_i⁰)+ΔW_i')，

其中，Z_i(t)为第i水库第t时刻的水位；Z_max,i为第i水库的最高控制水位；Z_i⁰为第i水库的起调水位；ΔW_i'为第i水库的实际拦蓄水量；

调度期末水位约束，Z_i,end≥Z_i,e

其中，Z_i,end为第i水库调度期末水位；Z_i,e为第i水库调度期末控制水位；当满足其他约束时，可以取“＝”。

水库泄流能力约束，可用以下公式表示：q_i(t)≤q_i(Z_i(t))

其中，q_i(t)为第i水库第t时刻的出库流量；q_i(Z_i(t))为第i水库第t时刻在水位Z_i(t)时的泄流能力。

出库允许变幅约束，|q_i(t)-q_i(t-1)|≤▽q_i,m

其中，|q_i(t)-q_i(t-1)|为第i水库相邻时段出库流量的变幅；▽q_i,m为第i水库的允许出库流量变幅；

步骤4、采用分级控制分段试算法计算得到水库调度方案。