[发明专利]一种不确定条件下降低能耗的水资源优化配置方法

权利要求书

1.一种不确定条件下降低能耗的水资源优化配置方法，其特征在于，包括：

步骤A、预测配置区的水资源需求量、水资源可获得量，将其作为水资源配置模块的前端基础数据；

步骤B、基于配置区水资源自然状况设置能源消耗情况，将其作为配水耗能模块的前端输入，构建模型目标函数；

步骤C、采用两阶段双层规划分析对模型进行优化求解，并耦合模糊满意度算法与区间交互式算法，设置各用户配水量与上层目标的隶属函数；

所述步骤B中具体包括下列步骤4～步骤10；

步骤4：调取配置区地下水深度、土层结构、地表水至各用户距离水资源自然状况，依据经验公式设置单位水资源抽水能耗、净化能耗、输水能耗、处理能耗能源消耗情况，将其作为配水耗能模块的前端输入；

步骤5：加载区域配水耗能模块，考虑水资源优化配置中的不确定性，构建模型目标函数；由于实际配水与需水量存在偏差，需对配置系统中的缺水误差进行反馈识别；

其中，考虑自然条件下水资源储量的不确定性与配置系统中缺水误差的随机性，构建上层模型目标：

加载配水耗能模块，考虑配水全过程中的抽水能耗、净化能耗、输水能耗、处理能耗，构建下层模型目标：

其中±为区间符号，表征水资源配置系统的不确定性，P_tk为概率函数，表征自然资源可获得量的随机不确定性，为用户i的配水收益，为不同水源的计划配水量，为缺水惩罚系数，为反馈识别的缺水误差，为抽水能耗，为输水能耗，为制水过程能耗，为运水过程能耗，为污水净化能耗，为实际配水量，α_t为净水需求率，δ_it为污水产生率；

步骤6：以社会总需电量为约束，考虑到用以发电的水资源要满足社会总需电量的发电需求：

其中，WD_t为单位耗水发电率，为外购电量，为社会总需电量；

步骤7：以水质要求为约束，考虑到各个配水用户污水排放时的污染物总量控制：

其中，ρ_itk为污水中的主要污染物浓度，κ_t为污染物去除率，为主要污染物最大排放限度；

步骤8：考虑自然资源储量，设置水资源可获得量为约束：

其中，为总水资源量；

步骤9：以不同用户最小需水量为约束：

其中，为各用户最小需水量；

步骤10：针对区域水资源自然状况与用户需水情况，开发两阶段双层规划方法，并耦合传统的模糊满意度算法与区间交互式算法，设置各用户配水量与上层目标的隶属函数。

2.根据权利要求1所述不确定条件下降低能耗的水资源优化配置方法，其特征在于，所述步骤A包括：

步骤A0：输入配置区地理边界范围，基于支持向量机模型，预测配置区域不同用户在规划时期内的水资源需求量，并依据各用户历史用水量的波动情况，将需求量表示为区间参数形式；

步骤A1：依据配置区自然地理状况，采用逐步聚类分析法预测区域地表水、地下水水资源储量，将获得的水资源可获得量作为优化配置模型的输入边界；

步骤A2：加载各用户水资源需求区间以及水资源可获得量，将其作为水资源配置模块的前端基础数据，并设置误差允许范围，作为参数的波动区间。

3.根据权利要求1所述不确定条件下降低能耗的水资源优化配置方法，其特征在于，所述步骤C包括：依据所设置的模型隶属函数，加载系统满意度参数，范围为0到1，用于衡量决策者对模型求解结果的满意程度，满意度参数越接近于1，表明决策者对水资源配置结果越满意。