[发明专利]一种灌区用水智能调控方法

权利要求书

1.一种灌区用水智能调控方法，其特征在于，包括：

S1、根据获取的灌区河/渠/沟网布置图、泵/闸群布置图及渠/沟网所控制的各用水区域种植结构现状，构建包含泵/闸群布置和各用水区域种植结构类型的全局拓扑关系；

S2、根据所述全局拓扑关系和Nash均衡模型，构建灌区各子区域用水户间的局部水量博弈矩阵，并按时间维进行演化博弈：

局部水量博弈矩阵在以最小弃水和最短供水时间为博弈目标，以供水过程中渠系的水位/流量为因变量，构建相邻渠/沟之间的效用函数为：

U_ij＝(U_i,U_j)

其中，i,j＝1,2…是各子区域所包含的渠/沟编号，U_i为渠道i控制区域总效用函数，U_j为渠道j控制区域总效用函数；

若以渠系最小和最大水位为约束，则任一渠/沟道的效用函数为：

式中，U_i为渠道i控制区域总效用函数；U_1i为渠道i控制区域供水时间效用函数；α₁为供水时间效用函数权重；T_i为渠道i控制区域供水时间；U_2i为渠道i控制区域弃水效用函数；α₂为弃水效用函数权重；Q_ai为渠道i控制区域弃水量；ζ_i为渠道i中输配水过程水位；

局部水量博弈矩阵在任意时间步的博弈收敛准则为：

式中，e为收敛误差；Q_r为计划总需水量；Q_a为渠系/沟网水动力学自适应变换式模拟获得的总供水量；

S3、根据灌区各调控节点的空间拓扑关系，构建调控节点之间的整体协同调控矩阵；

S4、将所述局部水量博弈矩阵和整体协同调控矩阵进行耦合，获得灌区输配水与排水动力学过程自适应变换式，实现灌区渠系/沟网水运动自适应智能调控。

2.根据权利要求1所述的灌区用水智能调控方法，其特征在于：所述整体协同调控矩阵中各元素将被赋予各调控节点代表的调控要素的水力学特征曲线；并借助BSVD分析技术快速进行调控矩阵要素之间的运算、查询、分析和统计操作。

3.根据权利要求1所述的灌区用水智能调控方法，其特征在于：所述整体协同调控矩阵中各要素之间被赋予一个标量，标量取值0～1，0代表两个调控节点之间无关联；否则两个调控节点之间存在不同的协同关联度值，协同关联度值由各用水单元需耗水动态约束下与所述局部水量博弈矩阵和整体协同调控矩阵相耦合后的水动力学模型计算获得。

4.根据权利要求1所述的灌区用水智能调控方法，其特征在于：所述灌区输配水与排水动力学过程自适应变换式矩阵中的要素由渠/沟空间离散节点构造而得，其要素在空间坐标上可与局部水量博弈矩阵和整体协同调控矩阵要素相契合，故在每一个时间演化步下，三个矩阵可进行叠加运算，实现灌区输配水与排水动力学过程自适应变换式、局部水量博弈矩阵和整体协同调控矩阵三者之间的全耦合。