[发明专利]一种跨流域引水工程受水水库最优调度决策方法

权利要求书

1.一种跨流域引水工程受水水库最优调度决策的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立供水效益函数与蓄水效益函数分别表征供水效益和蓄水效益，且供水、蓄水效益函数均符合边际效益递减；建立供水总效益函数，供水总效益由水库供水效益和蓄水效益构成；

步骤2，根据引水成本随引水量的增加而增加，且引水边际成本随引水量增加而递增，建立引水成本函数；

步骤3，构造引水前后的供水总效益函数，并通过对冲规则和成本效益分析得到最优供水决策R_t^#与蓄水决策S_t^#分别满足的条件以及供水总效益的表达式；

步骤4，构造引水净效益函数，引水净效益等于即在最优供水决策和引水决策下引水前后水库的供水总效益差值；并建立以引水净效益最大为目标的跨流域引供水联合优化调度模型；

步骤5，利用KKT最优条件，结合经济学原理，给出最优条件，制定不同水库蓄水状态与预报来水情况下，跨流域引水工程的最优引水量以及供水量；根据KKT条件证明受水水库的最优引供水决策满足下式：

其中，R_t^*、S_t^*和TI_t^*分别为t时段的最优供水量、最优蓄水量和最优引水量；D_t为t时段水库的用水需求；EWA为限制供水终点的可用水量；WA_t为水库的可用水量；MB(TI_t^*)为引水的边际效益；MB₁(R_t^*)为供水边际效益；MB₂(S_t^*)为蓄水边际效益；MC(TI_t^*)为引水边际成本；ST_t为目标蓄水量；

当引水后水库的可用水量之和TI_t^*+WA_t不同时，最优供水决策R_t^*、最优蓄水决策S_t^*和最优引水决策TI^*所满足的条件发生变化；即：(1)当水库引水后的可用水量小于限制供水终点对应的可用水量EWA时，水库限制供水，引水既增加水库当前时段的供水效益，又增加水库时段末蓄水效益；当引水的边际效益、供水边际效益与蓄水边际效益三者相等时，即MB(TI_t^*)＝MB₁(R_t^*)＝MB₂(S_t^*)，跨流域引水带来的净效益最大；(2)随水库引水前可用水量WA_t的增加，水库引水后的可用水量大于限制供水终点EWA，水库按用水需求D_t供水，引水不再提升当前时段的供水效益，仅增加水库的蓄水效益；最优决策条件满足引水的边际成本与蓄水边际效益相等，即MB(TI_t^*)＝MB₂(S_t^*)；(3)当引水前水库的可用水量WA_t大于用水需求D_t与目标蓄水量ST_t之和时，水库无需引水即可满足其当前时段与未来时段的用水需求，并使得受水水库的供水总效益最大；

步骤6，由实际供水总效益函数和引水成本函数的特性，依据供水总边际效益和引水的边际成本的关系，得到最优的供水与引水决策。