[发明专利]基于改进花粉算法的地表水和地下水联合调度优化方法

权利要求书

1.基于改进花粉算法的地表水和地下水联合调度优化方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、以水库的发电、灌溉及生态的最大综合目标为优化目标，所述优化目标的目标函数为：

Min F＝c₁F₁+c₂F₂+c₃F₃ (1)，

式(1)中，F为综合目标；F₁为水库的电站发电量，单位为亿kW·h，c₁为水库的电站发电量的权重系数；F₂为灌溉缺水量，单位为亿m³，c₂为灌溉缺水量的权重系数；F₃为生态缺水量，单位为亿m³，c₃为生态缺水量的权重系数；c₁、c₂和c₃均由流域管理决策者提供，分别为0.5，0.4和0.1；

式(2)中，m表示水库的水电站编号；t表示时段数；Δt表示时段长短；k_m表示第m电站的出力系数；Q(m,t)表示第m电站的发电流量，单位为m³/s；h(m,t)表示第m电站的发电水头，单位为m；表示第t时段的灌溉缺水量，单位为亿m³；表示第t时段的生态缺水量，单位为亿m³；

步骤2、采用计算机并行技术改进花粉算法，并对所述目标函数进行优化计算，得到地下水取水率及最优水库水位；

具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、初始化花粉算法，初始参数包括初始种群N_pop、最大迭代次数T_max、授粉方式的转换概率p；

步骤2.2、依据约束条件及初始种群N_pop计算得到决策变量，将所述决策变量作为初始花粉配子，计算公式如下：

X_i，j＝H_min(j)+rand(H_max(j)-H_min(j))i∈[1，N_pop]，j∈[1，D] (9)，

式(9)中，X_i,_j表示第i个花粉配子在第j维空间的位置；H_max(j)为花粉配子第j维空间位置的上限约束，即水库月末的水位上限约束或者地下水的开采率上限；H_min(j)表示花粉配子第j维空间位置的下限约束，即水库月末的水位下限约束或者地下水的开采率下限；rand表示[0，1]区间的随机数；D表示空间维数；

步骤2.3、通过计算机并行技术对所述初始花粉配子进行并行任务分解与集成，并输出最优种群；

步骤2.4、采用所述花粉算法对最优种群进行迭代处理，若当前迭代次数t≤T_max，则进行步骤2.5，否则跳转至步骤2.6；

步骤2.5、继续生成均匀分布函数Rand，若Randp，则对花粉配子进行全局授粉处理，否则，进行局部授粉处理，并继续迭代，且迭代次数加1；

全局授粉公式为：

其中，

局部授粉公式为：

式(10)中，分别表示第t，t+1代的解；L表示步长值；g表示全局最优值；Γ(λ)为标准的伽马函数；λ表示模型参数；s，s₀均为步长参数；

式(11)中，ε是介于0-1之间的服从均匀分布的随机数；分别为同一植物，不同植物的花粉配子，rand表示[0，1]区间的随机数；

步骤2.6、直至t﹥T_max时，通过终止判断得到最优花粉配子，即最优水库水位或者地下水取水率。