[发明专利]基于集合预报的水库实时蓄水调度方法

说明书

本发明提供一种基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，能够提高对各类径流资料的利用效率，优化调度结果，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.确定当前调度期从面临时段到蓄水期末的总时长，确定集合预报的预见期长度，将整个调度期划分为预见期和余留期；步骤2.确定预见期和余留期内的径流输入资料；步骤3.建立水库优化调度模型；步骤4.得到当前面临时段的调度决策表；步骤5.当实际入流情况已经发生时，根据当前水库库容和入流情况，查阅调度决策表，进行插值计算，求得该阶段末的水库库容；步骤6. 对于整个蓄水期，逐天重复步骤1‑5，更新预报信息，求得每天的调度决策表，并指导进行每天的实时调度，进而完成整个蓄水期的调度。

技术领域

本发明属于水库预报和调度运行领域，具体涉及一种基于集合预报的水库实时蓄水调度方法。

技术背景

水库调度通过改变天然径流的时空分布，达到兴利除害的目的。为了安全度汛，水库一般在汛期来临之前逐渐腾空库容，汛期维持汛限水位运行，在汛末开始蓄水，水位逐渐抬高至正常蓄水位，之后进入供水期。水库能否在蓄水期内蓄满，影响着水库在次年供水期间，发电、航运、供水等综合效益的发挥。

在目前的调度实践中，水库按照初始设计的常规调度图进行蓄水期的实时调度，即根据当前来水情况和当前水库水位做出当前阶段的调度决策。

在现有的技术中存在如下问题：(1)目前蓄水期调度主要依据常规调度图，不能利用径流预报信息；(2)在水库实时调度中，难以全部利用有误差的径流预报信息。这些问题都会降低调度决策的准确性，不能最大程度地利用水资源，不能实现效益最大化。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，该方法充分考虑了预见期内预报径流情景与余留期内历史径流情景间的转移概率，能够提高对各类径流资料的利用效率，优化调度结果。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.确定当前调度期从面临时段到蓄水期末的总时长，确定集合预报的预见期长度，将整个调度期划分为预见期和无预报资料时段的余留期；步骤2.确定预见期和余留期内的径流输入资料：在预见期内，集合预报采用多条径流过程曲线来描述；在余留期直接使用历史同期的径流实测资料，视为可能发生的入库径流，以补全整个调度期的入库径流；步骤3.建立水库优化调度模型，确定目标函数以及约束条件，使用抽样随机动态规划方法进行求解，考虑预见期内可能发生的径流情景与余留期内径流情景间的转移概率，并且以水库库容离散值和水库入流情景作为二维状态变量；步骤4.根据步骤3的求解得到当前面临时段的调度决策表，该调度决策表包含有每一种水库库容和每一种入流情景的组合下、所对应的阶段末的最佳水库库容；步骤5.当实际入流情况已经发生时，根据当前水库库容和入流情况，查阅调度决策表，进行插值计算，求得该阶段末的水库库容；步骤6.对于整个蓄水期，从第一天至蓄水期末，逐天重复步骤1-5，逐日更新预报信息，进行优化求解，求得每天的调度决策表，并指导进行每一天的实时调度，进而完成整个蓄水期的调度。

本发明提供的基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，还可以具有以下特征：在步骤2中，预见期内使用集合预报成果，共生成m种径流情景：

式中，(t＝1,2,…,H；j＝1,2,…,m)为第j种预报入流情景时，第t时段的入流；

余留期内使用历史同期径流资料，共n种入流情景：

式中，(t＝H+1,H+2,…,T；j＝1,2,…,n)为第j种历史入流情景时，第t时段的入流。

本发明提供的基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，还可以具有以下特征：在步骤3中：

目标函数为：