[发明专利]一种根据动库容影响实施的水库防洪优化调度方法

权利要求书

1.一种根据动库容影响实施的水库防洪优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基于一维非恒定流数学模型，以防洪调度中的最大削峰准则作为优化准则，运用圣维南方程组代替水量平衡方程，建立考虑动库容影响的水库防洪优化调度模型；

步骤二：利用改进的动态规划法对步骤一中的考虑动库容影响的水库防洪优化调度模型进行求解；所述考虑动库容影响的水库防洪优化调度模型将一维非恒定流模型，即圣维南方程组作为状态转移方程代替传统水库防洪优化调度中的水量平衡方程；

目标函数：采用最大削峰准则作为防洪最优准则，表示为：

式中，q_t是t时段水库出库流量；Δq_t为t时段区间洪水流量；T为调度时段总数；

状态转移方程：采用一维非恒定流模型，即圣维南方程组模拟库区水流运动，代替传统水库防洪优化调度中的水量平衡方程，则状态转移方程可表示为：

式中：t为时间；x为流程；Q为流量；Z为水位；A为过水断面面积；B为河宽；R为水力半径；n为糙率；V为断面平均流速；q_l和v_l为河段单位长度侧向入流量和侧向入流在x方向的分量；α₁为动量修正系数，g为重力加速度；在将一维非恒定流模型与水库防洪优化调度模型相结合，进行考虑动库容影响的水库防洪优化调度时，对于水库t时刻的决策变量，即水库下泄流量q_t，不仅与当前时刻水库坝前水位有关，还与前一时刻库区沿程流量和水位有关，此时末时刻状态变量表示为

式中：NP为断面总数；Q_t为当前时段的入库流量；

在计算t时刻的出库流量时采用顺推法，为满足无后效性要求，同时为规避计算过程中对前期的沿程水位的记录，减小计算工作量，在计算t时刻出库流量时，直接从t＝1初始时刻开始计算直到t时刻为止，相应的递推方程为：

式中：为从第1个时段初水位出发，到第t时段最小的出库流量和区间流量和的平方；为余留期，余留期是从第1个时段到第t-1时段最小的出库流量和区间流量和的平方。

2.根据权利要求1所述的一种根据动库容影响实施的水库防洪优化调度方法，其特征在于：所述改进的动态规划法具体计算步骤如下：

1)将调度期划分为T个时段，每个时段内的水库水位离散成M个状态点；

2)在第1时段，时段初的水位即起调水位与时段末的各水位状态离散点共构成M个状态组合，根据已知的时段初水面线、入库流量Q₁和时段末各水位状态离散点对应的坝前水位，采用线性化的Preissmann四点隐格式求解圣维南方程组确定每个状态离散点组合的出库流量

3)在第2时段，时段初、末水位离散点之间有M×M个状态组合,对于该时段内每一个状态组合，采用圣维南方程组从第一个时段开始计算直到本时段为止,即状态转移轨迹为得到时段末状态离散点对应的出库流量再根据递推方程式8确定第2时段末M条最优候选路径以及对应的出库流量

4)重复步骤3)对后面的时段进行计算，直到计算完所有时段，最终确定最优的水库动库容防洪优化调度方案。