[发明专利]一种考虑径流不确定性的多年调节水库优化调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑径流不确定性的多年调节水库优化调度方法，包括以下步骤：(1)水库历史径流资料分析；(2)建立径流随机模拟模型，生成水库模拟年径流序列；(3)模拟年入库径流序列分类并进行年内分配，得到以月为尺度的3年入库径流过程序列(4)建立多年调节水库考虑多用水需求的优化调度模型；(5)采用优化算法降维并优化求解模型，从而得到最优的下泄和供水决策。本发明可以实现在考虑径流不确定性下对多年调节水库长期多目标运行综合效益最大化的调度，适于在我国多年调节水库长期优化调度中推广。

技术领域

本发明涉及水库发电优化调度领域，更具体的说，是涉及一种考虑径流不确定性的多年调节水库优化调度方法。

背景技术

随着社会经济的发展，水资源对于各行各业而言作为一种越来越重要的资源，水库调度作为一种有效地水资源管理方法，其优化调度显得尤为重要。大型多年调节水库的多目标优化调度对梯级效益的实现起到决定性作用，也是保证水库长期正常运行的关键。

目前对于多年调节水库多目标优化调度的研究较少，主要是以起调水位、电力市场环境、分时电价、历史调度规律以及水库发电量和蓄能的关系等因素，来建立多年调节水库水电站长期优化调度模型，从而得出多年调节水库年末消落水位的控制规则。以上研究主要集中在基于年径流输入的单目标多年调节水库年末消落水位研究，忽略了年际间径流的相关性和不确定性及水库多用水需求对多年调节水库调度的影响，造成计算不精确，调度不合理等现象。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出了一种耦合了年际间径流不确定性和多用水需求的多年调节水库优化调度方法，可以实现在考虑径流不确定性下对多年调节水库长期多目标运行综合效益最大化的调度，适于在我国多年调节水库长期优化调度中推广。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种考虑径流不确定性的多年调节水库优化调度方法，包括以下步骤：

(1)根据水库历史入库径流资料，对水库历史年径流量和水库调节库容进行分析对比，得到多年调节水库的调度周期，采用设计代表年法计算得到水库设计典型年入库径流量、年内分配比例及设计多年入库径流量；

(2)根据水库历史入库径流资料，建立径流随机模拟模型，生成水库模拟年径流序列；

(3)以步骤1中所得的设计多年入库径流量为界限，对步骤2所得的水库模拟年径流序列进行分类，并将分类结果按步骤1所得的年内分配比例进行年内分配，从而得到包含以月为尺度的多年入库径流过程序列；

(4)建立多年调节水库考虑多用水需求的优化调度模型；

(5)将由步骤3所得的以月为尺度的多年入库径流过程序列、电站、各用水户需水情况作为步骤4所建立优化调度模型的输入变量，采用优化算法降维并优化求解模型，从而得到最优的下泄和供水决策。

步骤(2)中所述的径流随机模拟模型采用自回归模型、滑动平均模型或自回归滑动平均模型其中的一种。

步骤(4)中所建立的优化调度模型由目标函数、决策变量和约束条件构成，具体如下所示：

a.目标函数

将各目标均转化为效益并采用权重法来统一度量，具体形式如下：

F＝a*F1+b*F2

其中，供水目标是使用户的用水保证程度最高，模型采用将各时段供水量转化为供水效益(N元/m³)，具体形式如下：

式中：F1为供水效益；为i时段供水流量(m³/s)；Δt为计算时长；N为水价(元/m³)；发电目标为考虑电价的发电效益最大，其具体形式如下：