[发明专利]一种水电系统应对径流变化适应性调控与评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种水电系统应对径流变化适应性调控与评价方法及系统，属于水利工程的技术领域。包括如下步骤：根据水力联系、电力联系概化水电系统；构建面向适应性调控的水电系统多目标联合调度模型；构建适应性调控策略体系与调控方案；采用水电系统多目标联合调度模型模拟不同调控方案；求解模型，分析调控机制、评价调控效果。本发明以数学的形式将水电系统进行概化，实现从现实际情况到数学表达的映射，根据水电系统的调度任务，确定目标函数、约束条件，构建起面向适应性调控的水电系统多目标联合调度模型，构建适应性调控策略、制定适应性调控方案，采用智能算法求解模型，分析调控机制、评价调控效果。

技术领域

本发明属于水利工程中的水电系统调控与评价技术的技术领域，特别是涉及一种水电系统应对径流变化适应性调控与评价方法及系统。

背景技术

全球平均气温升高、人口数量持续增长和社会经济活动不断增强，导致流域降水、蒸发、下垫面、河道外用水等发生改变。受气候变化和人类活动的双重影响，流域河川径流时空分布规律发生了不同程度的变异，加深了水资源与水能资源的不确定性。变异之后的径流无疑会对水电系统中的大型水电工程的运行方式和综合效益产生影响，特别是这些水电工程能否在新的径流条件下依然发挥设计效益存在不确定性。在此背景下，亟需提出一种应对径流变化的水电系统适应性调控与评价技术，寻找可行的或潜在调控措施，对冲径流变化对水电系统的影响，以保障复杂水利水电系统的安全、经济运行。

发明内容

发明目的：提出一种水电系统应对径流变化适应性调控与评价方法，以保障复杂水利水电系统的安全、经济运行。

技术方案：一种水电系统应对径流变化适应性调控与评价方法，具体包括以下步骤：

步骤1、根据水力联系、电力联系概化水电系统；

步骤2、构建面向适应性调控的水电系统多目标联合调度模型；

步骤3、构建适应性调控策略体系与调控方案；

步骤4、采用水电系统多目标联合调度模型模拟不同调控模型；

步骤5、求解模型，分析调控机制、评价调控效果。

在进一步的实施例中，所述步骤1进一步为：

根据水电系统中水库间的水力联系、电力联系，以数学的形式将水电系统概化成由节点、连线、平面三种要素组成的概化系统，实现从现实际情况到数学表达的映射，为水电系统适应性调控与评价建模提供物理上的拓扑关系。

在进一步的实施例中，所述水电系统中节点要素包括水电工程节点、控制断面节点；连线要素为节点之间的水力联系，包括河道、渠道；平面要素为流域分区。

在进一步的实施例中，所述步骤2进一步包括以下步骤：

步骤21、以发电量恢复作为水电系统应对径流变化适应性调控的主要目标，采用约束松弛理论，将发电目标作为基本目标，将其他的防洪、供水、航运目标转化成约束条件，将多目标的优化调度问题转化成单目标问题进行优化计算，确定水电系统发电总量最大为目标函数，表达式为：

式中：E为水电系统的发电总量；i为水电站/水库的序号；t为计算时段；n为水电站/水库的个数；T为调度期时段数或调度期末时序；N_i,t为第i个水库在第t时段的发电出力；Δt为计算时段t的小时数；

步骤22、确定各库的水量平衡、各库的水位、各库的流量、最小负荷、水轮机预想出力、调度期初末水位控制、水位变幅、流量变幅等约束条件：

(1)水量平衡约束