[发明专利]一种基于多元联合分布的水资源系统多重风险评估方法

权利要求书

1.一种基于多元联合分布的水资源系统多重风险评估方法，其特征在于，包括：

(1)以流域河道外累计供水缺额最小为供水目标，以流域梯级水库累计发电量最大为发电目标，以经水库调蓄后的下泄流量与自然径流的变异系数最小为生态目标，建立梯级水库多目标联合优化调度模型；

所述供水目标表达式为：

式中，L为梯级水库供水总缺额；M为流域取水断面个数；D_i,t、S_i,t分别为第i个取水断面t时段的需水流量和供水流量；T为调度时期的时长；ΔT_t为第t时段的时段长度；

所述发电目标表达式为：

式中，E为梯级水库群累计发电量；N为水电站个数；K_j为第j个水电站的出力系数；H_j,t、Q_j,t分别为第j个水电站t时段的平均水头和发电流量；

所述生态目标表达式为：

式中，δ为流域自然径流变异系数；Q_j,t为第j个水电站t时段经水库调蓄后的下泄流量；为第j个水电站下游区间河道t时段的自然流量；

(2)采用所述优化调度模型对梯级水库进行调度，得到流域水资源供水、发电、环境多目标优化调度结果，并根据所述优化调度结果辨识流域水资源供水子系统、发电子系统和环境子系统的风险指标；

步骤(2)所述根据所述优化调度结果辨识流域水资源供水子系统、发电子系统和环境子系统的风险指标，具体包括：

1)采用水库上游供水流量作为表征供水子系统风险的指标：

式中，s＝1表示供水期，s＝0表示汛期；W_s为供水期或汛期水库上游供水流量；H为多目标联合调度求解得到的非劣解个数；T_s为供水期或汛期时段个数；S_k,t为取水断面第k个非劣解中t时段的供水流量；

2)采用电站发电量作为表征发电子系统风险的指标：

式中，E_s为供水期或汛期某个电站发电量；E_k,t为电站第k个非劣解中t时段的发电量；

3)采用水库下游区间自然径流改变系数作为表征环境子系统风险的指标：

式中，ε_s为供水期或汛期水库下游区间自然径流改变系数；Q_k,t为水电站第k个非劣解中t时段的下泄流量；为水电站下游区间河道第k个非劣解中t时段的自然流量；

(3)分别拟合上述风险指标的边缘分布函数；

步骤(3)具体包括：

(3.1)采用不同的分布函数分别拟合供水子系统、发电子系统和环境子系统风险指标的边缘分布函数；

(3.2)采用线性矩法估计所述边缘分布函数对应参数；

(3.3)分别对各个子系统对应的多个边缘分布函数进行拟合优度评价和显著性检验；

(4)根据拟合得到的各风险指标的边缘分布函数，构建供水子系统、发电子系统和环境子系统风险指标的多元联合分布函数；

步骤(4)具体包括：

(4.1)根据各风险指标的边缘分布函数，分别采用正态Copula和t-Copula构建供水子系统、发电子系统、环境子系统风险指标的联合分布函数；

(4.2)分别计算上述多元联合分布函数的理论值以及经验值；

(4.3)通过均方根误差和K-S检验选择适配各风险指标的联合分布函数；

(5)根据各风险指标的边缘分布函数以及所述多元联合分布函数，建立流域水资源系统多重条件风险评估模型；

(6)根据所述多重条件风险评估模型，对流域水资源供水子系统、发电子系统、环境子系统进行多重条件风险分析评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于多元联合分布的水资源系统多重风险评估方法，其特征在于，所述梯级水库多目标联合优化调度模型的约束条件包括：不同断面之间的水力联系、水库的水量平衡约束、库容约束、流量约束、出力约束。

3.根据权利要求1所述的一种基于多元联合分布的水资源系统多重风险评估方法，其特征在于，步骤(3.1)所述不同的分布函数包括：指数分布、广义极值分布、广义逻辑分布、广义帕累托分布、广义正态分布、Gumbel分布、正态分布及皮尔逊III型分布。