[发明专利]一种火电厂供水水库防洪标准的选取方法

权利要求书

1.一种火电厂供水水库防洪标准的选取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：制定可能的加固改造方案并核算相关费用：对供水水库分别按照安全级别为Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级的要求，以《水利水电工程等级划分及洪水标准》中相应的防洪标准为前提，以满足预想的使用年限为目标，以满足第三层次设计规范中各水工建筑物的安全性要求为基础，制定相应的加固改造方案并核算相关费用；

步骤二：确定水工建筑物在设计使用年限内的目标可靠指标β：根据《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》要求，结合水工建筑物的设计使用年限，选取对应的目标可靠指标β；

步骤三：确定供水水库工程在设计使用年限内每一年失效概率P_fe：利用结构可靠度的时段分析方法，通过时段数目的缩减积分处理，推导供水水库工程在设计使用年限内每一年失效概率P_fe的计算公式，即可确定某已知供水水库工程在设计使用年限内每一年失效概率P_fe；

步骤四：确定考虑供水水库防洪可靠性的火电厂工程预期净收益E_n：根据供水水库防洪可靠性，推导出火电厂工程在第n年年末预期净收益的数学期望值E_n的计算公式；与步骤三中结构可靠度的时段分析方法相结合，建立考虑供水水库防洪可靠性后火电厂工程在第n年年末预期净收益数学期望E_n的数学模型；

步骤五：选取供水水库防洪标准：根据《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》要求，选取各安全级别所对应的目标可靠指标作为各方案相应的β值，计算各方案的E_n，按照经济收益最大化的原则，选取火电厂供水水库防洪标准和最优的加固改造方案。

2.根据权利要求1所述的火电厂供水水库防洪标准的选取方法，其特征在于，所述供水水库工程在设计使用年限内每一年失效概率P_fe的计算公式推导方法如下：

根据结构可靠度的时段分析方法，通过时段数目的缩减处理，可得到目标可靠指标β的计算公式，如下所示：

β＝Φ^-1[Φ_m(β_e；ρ_e)](4)

式中，φ(t)为一维标准正态分布的概率密度函数；ρ_e为相关系数矩阵ρ中非对角元素的值；Φ为一维标准正态分布的分布函数；Φ^-1为Φ的反函数；Φ_m为多维标准正态分布函数；

当供水水库工程已确定的情况下，其设计使用年限数m、目标可靠指标β、各年限之间相关系数ρ_e均已知，则根据式(1)～(4)，采用逐次逼近法，可求得相应的供水水库工程每一年的目标可靠指标β_e，进而求得供水水库工程每一年的失效概率P_fe，如下所示

P_fe＝Φ(-β_e)(5)

式(5)即为所求的供水水库工程每一年的失效概率P_fe的计算公式。

3.根据权利要求2所述的火电厂供水水库防洪标准的选取方法，其特征在于，所述各年限之间相关系数ρ_e取值为0.1～0.5。

4.根据权利要求2所述的火电厂供水水库防洪标准的选取方法，其特征在于，所述火电厂工程在第n年年末预期净收益的数学期望值E_n的计算公式，如下所示：

式中：S为供水水库的改造费用，A为：火电厂利用某供水水库作为其供水水源时起，火电厂的资金价值，A中不包含S；F_j为：在火电厂的设计使用年限内，当供水水库安全运行时的火电厂第j年的预期收益，简称F_j为无风险时的收益；i为在火电厂的设计使用年限内的投资回收率；n为火电厂的设计使用年限；

公式(6)成立的假设条件为：

1)只考虑供水水库防洪可靠性对火电厂工程预期总收益的影响，不考虑其他的风险因素；

2)供水水库因洪水而毁坏时，不影响火电厂自身的防洪安全；

3)在火电厂的设计使用年限内，当供水水库因洪水而毁坏时，假设其不可修复，相应的改造费用损失殆尽；火电厂因此而失去水源，在剩余的预期使用年限内运行功能丧失、且不再恢复，火电厂全部资金价值损失殆尽，同时不考虑火电厂停运的间接损失；

4)在经济分析时段中的某年内，供水水库的运行状况只考虑两种可能性：(a)供水水库全年处于安全运行状态；(b)供水水库在某一时刻因洪水而毁坏，此时计算模型中该年的收益取为0。