[发明专利]一种水库群多目标作用机制和优化调度方案分析方法

说明书

本发明公开了一种水库群多目标作用机制和优化调度方案分析方法，首先在概化研究区水库群系统的基础上，构建水库群发电‑供水‑生态‑航运‑防洪五目标优化调度模型，确定模型所用目标函数与约束条件，将防洪要求转换为汛期水位约束条件，以实测洪水资料或设计洪水过程为模型输入，运用智能优化算法求解模型，对求解结果进行两两目标二维平面映射，根据二维平面映射呈现出的关系定性该来水情况下目标间的作用关系，结合所选代表点对应目标函数值分析该来水情况下目标间作用关系强弱，进行目标间作用关系判别及水库调度方式获取。本发明同时考虑发电、供水、生态和航运效益的水库群的优化调度提供参考和依据，具有很强的实用性和广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及水资源评价管理与水库调度方案指导方法，尤其涉及一种水库群多目标优化相互作用机制和优化调度方案分析方法。

背景技术

随着我国水电系统的不断开发，水能资源受到原来越多的重视和关注。同时伴随着地区经济的发展，水库所承担的任务也不再局限于提供电力支撑。水库的运行不仅保证河道的防洪安全，同时也起到发电、供水、维持生态环境、保持通航状态等各种作用。在电力系统中，水电站由于其清洁性和灵活的开关调度性，而用于调峰和调频，但是由于现在水电站承担着多方效益的影响，往往使得其发电能力受到极大限制。同样的，由于发电与生态径流、通航要求等其他水电站效益目标对水电站的水头和流量要求不尽相同，这就体现出了他们之间的相互影响和相互依存作用。因此，如何利用水库调度处理好多个效益目标之间的影响关系，最大化地区有限水资源的效益是当前研究的重点和难题。目前对于水库综合发展的要求越来越高，但是对于水库完成这些目标时所面临的矛盾研究较少，也缺乏一个比较直观的把握以及对内部矛盾机制的分析，这使得水库及水库群系统在运行的过程中产生大量的能源资源浪费，有悖于我国资源综合型开发的发展宗旨。因而本专利针对现有问题提出研究水库多目标间作用关系的分析方法，旨在为水库实际调度做出一定的指导。

发明内容

发明目的：一种旨在为水库实际调度做出一定的指导的水库群多目标作用机制和优化调度方案分析方法。

技术方案：本发明所述的一种水库群多目标作用机制和优化调度方案分析方法，包括以下步骤：

(1)水库群系统概化：对水库群系统主要过程和影响因素进行概化分析，实现系统模拟，建立从系统实际情况到抽象数学表达的映射关系；

(2)对水库效益功能进行识别，确定效益目标的目标函数表达形式及水库调度约束条件，构建水库群发电-供水-生态-航运-防洪五目标优化调度模型，其中防洪目标基于其对水库调度要求的优先性和强制性，转换为约束条件予以考虑，确定模型目标函数与约束条件；

(3)模型输入数据确定及模型计算：模型输入数据考虑根据计算时段和计算目的需求，采用实测洪水资料、设计流量资料及历史来水过程资料，以天、旬、月作为计算步长；

(4)基于智能优化算法求解模型：基于步骤(1)中的水库群系统概化，以步骤(2)识别的四个效益目标为目标函数，以及确定的约束条件为约束，以步骤(3)中确定的来水资料为输入，作为建模结果及运算准备；

(5)解集可视化并基于相关性计算和置换率的多目标关系分析：

(6)基于方案间比较的多目标关系分析：基于模糊优选的方法，以各目标优化程度相同为标准得到方案集中的均衡方案，以该方案中的各目标值为基础，考察各效益目标最优方案下其余目标的变化情况；

(7)目标间作用关系判别及水库调度方式获取：