[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

说明书

技术领域

本发明属于水利工程领域中的水库调度技术，尤其涉及一种基于动态调节性能的水库群补偿调度方法及系统。

背景技术

水库调度技术是指利用水库的调蓄作用对入库流量过程进行调节，改变天然径流的时空分配，达到消除洪涝灾害、提高水资源和水能资源利用率的目的，是流域水库群运行管理的重要手段之一。

水库补偿调度属于防洪调度的范畴，其主要目标是在保证水库最高水位和调度期末水位约束的前提下，通过水库群的联合调度，使得各个水库的出库流量和不可控的区间来水过程在防洪点相互叠加所形成的流量过程的峰值最小，从而实现整个防洪系统防洪效益的最大化。

目前，现有的水库群补偿调度方法主要存在以下不足：(1)计算效率低。以逐次优化算法(POA)、动态规划(DP)为代表的数学规划方法在水库群补偿调度中应该较为广泛，这类方法的计算时间较长，次洪计算所需的时间以分钟为量级，并且最优解不唯一，难以满足水库实时防洪调度的实际应用要求。(2)考虑因素不够全面。现阶段的补偿调度通用模型仅考虑了预泄和拦蓄这两个因素，该模型虽然容易实现，但是考虑的因素不够全面，难以求得水库群最优的泄洪策略。

发明内容

发明目的：一个目的是提供一种基于动态调节性能的水库群补偿调度方法，以解决现有技术计算效率低，无法实现水库实时防洪调度的要求，以及考虑因素不全面的问题。

另一个目的是构建一种基于动态调节性能的水库群补偿调度系统，以实现上述方法。

技术方案：一种基于动态调节性能的水库群补偿调度方法，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。

上述方案进一步为：

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；

Wi考虑了洪水的演进，在一定程度上反映了水库的空间位置差异。若表明各个水库利用自身可用的调蓄库容可以将超额水量拦蓄在水库中；若则表明不可控的区间洪水对超额水量有一定的贡献，n为防洪点上游水库的总数。

步骤13、本实施例将W_超额在n个水库间进行合理的分配，分配的原则综合考虑了水库的空间位置、空闲库容、入库洪水过程和后续降雨四个因素。对第i个水库而言，水库在当前水位下剩余的调蓄库容为V_i，后续降雨量为h_i，水库控制面积为S_i，则后续降雨导致的入库水量为h_i·S_i，需要预留的库容ΔV_i可采用以下公式计算，

ΔV_i＝h_i·S_i-ΔW_i