[发明专利]梯级水库群发电调度的动态规划改进算法

说明书

本发明公开了一种梯级水库群发电调度的动态规划改进算法，涉及水库运行调度及水利信息领域。所述方法包括：对梯级水库群进行后序遍历，得到优化序列；按序对优化序列中的任意一个水库A，以初步解运行动态规划算法，取得水库A的水库调度的初始解序列；所述初步解为水库库容或水位离散量；在初始解序列的基础上，使用连续线性规划进一步优化初始解序列，得到初始解优化序列；将初始解优化序列中的水库库容或水位值作为所述水库A的调度决策发电流量，根据调度决策发电流量更新所述水库A的出库径流，完成水库A基于水库调度规则合成的水库调度决策。本发明适用于梯级水库群中长期调度，能得到实际最优解，且求解时间更少。

技术领域

本发明涉及水库运行调度及水利信息领域，尤其涉及一种梯级水库群发电调度的动态规划改进算法。

背景技术

水库是人类开发利用水资源的重要工程手段，担负着防洪、发电、航运、供水等多方面的功能与任务。水库群优化调度一般是在满足各种水库库容约束、发电出力约束、河道生态用水约束等条件下，使得相应的单个或多个目标最大化。

水电是清洁能源，大力开发水电是实现可持续发展的重要措施。优化梯级水库群联合调度，使发电量最大，是国内外水库调度研究的重点和难点问题。现有常用SLP算法、DP类算法求解计算体积水库群联合调度。SLP算法虽然易收敛至局部最优，但结果不如DP算法，不过运行时间要短。DP求解结果较SLP好，但存在维数灾难问题、运行时间随问题规模增加而几何倍数增加且得到的解是离散意义上的最优，并非真正最优。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梯级水库群发电调度的动态规划改进算法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述梯级水库群发电调度的动态规划改进算法，所述方法包括：

步骤1，对梯级水库群进行后序遍历，得到优化序列；

步骤2，按序对优化序列中的任意一个水库A，以初步解运行动态规划算法，取得水库A的水库调度的初始解序列；所述初步解为水库库容或水位离散量；

步骤3，在初始解序列的基础上，使用连续线性规划进一步优化初始解序列，得到初始解优化序列；

步骤4，将初始解优化序列中的水库库容或水位值作为所述水库A的调度决策发电流量，根据调度决策发电流量更新所述水库A的出库径流，完成水库A基于水库调度规则合成的水库调度决策。

优选地，在步骤4之后还包括：判断是否完成一级优化序列的最后一个水库的优化并得到调度决策，如果是，结束优化；如果否，则对下一个水库执行步骤2。

优选地，当选用水位离散量运行动态规划算法时，步骤3中，在水库A的初始解序列的基础上，限制每时段水位变动阈值，使用连续线性规划进一步优化初始解序列，得到初始解优化序列；如果水库A为大型水库，则限制水库A每时段水位变动阈值±1m，如果水库A为中小型水库，则限制水库A每时段水位变动阈值或±0.1m。

优选地，步骤4，根据调度决策发电流量更新所述水库A的出库径流，具体为：结合水库A的入库流量，计算在初始解优化序列下，水库A的出库流量过程，作为下一次水库入库径流。

优选地，步骤3具体按照下述步骤实现：

S31，根据水量平衡及水库参数表，可得到以初步解调度时，水库相应的水头h，库容V，发电流量Q，同时，根据运行动态规划算法网格设置变动阈值d₀；

S32，考虑到前一个时间段t-1的发电流量Q_t-1的变化会影响之后时段t,……,T的发电流量Q_t,…,Q_T，故令d_t＝b(t)d₀，其中，b(t)为时间扩散系数，可取d_t为当前时段的发电流量变动值；