[发明专利]考虑来流频率差异的多年调节水库年末消落水位确定方法

说明书

本发明公开了一种考虑来流频率差异的多年调节水库年末消落水位确定方法，属于水资源管理领域。包括：将梯级系统中多年调节水库的死水位至正常蓄水位范围进行离散；以每个离散水位值作为多年调节水库的年末消落水位约束，以总发电量最大为目标建立梯级系统联合优化调度模型；以多年来流频率作为模型输入，以多维动态规划算法对模型进行求解；将发电量最大对应的离散水位作为每个来流频率的最优消落水位；基于最小二乘原理拟合来流频率与最优消落水位散点图，得到不同来流频率下的最优消落水位。本发明能够充分发挥多年调节水库的调节性能，提高梯级系统水能源转换效率和梯级总发电量，对指导含多年调节水库的梯级水库群实际调度运行具有重要意义。

技术领域

本发明属于水资源管理领域，更具体地，涉及一种考虑来流频率差异的多年调节水库年末消落水位确定方法。

背景技术

水电能源是目前全世界正在大力发展的一种优质高效能源，其具有清洁无污染、可再生性、运行成本低、出力响应迅速等特点。尤其是其对电力负荷的快速响应特性，使其在电力系统的安全稳定运行中扮演了极其重要的角色，发挥了极其重要的作用。目前水电能源的开发利用方式主要是通过在河道中筑坝建库，将分散的河道水能资源集中并抬高水头，再通过水电站-水轮发电机组使得水能高效地转化为电能。对于水库的类型，按照其调节性能的强弱，可以分为日调节，季调节、年调节及多年调节类型。

一般而言，河流来水一般具有年内丰枯变化规律、年际间水量不同的特征。考虑到水文年的周期性，实际调度一般以一个水文年作为一个调度周期，此时年调节水库就能很好的对年内来水不均性进行调节。但是，实际水文过程中，年际间水量差异也存在，因此需要在年际间进行水量分配与调节，而多年调节水库就可以做到年际间的水量分配。因此对于多年调节水库，如何确定其在一个调度周期内的运行方式，对多年调节水库最终发电效益的影响较大。

许多学者也在这方面做过相关的研究，取得了一些成果，但是已有研究大多集中在多年调节水库单独运行时的情形。随着众多水库的建设和投运，逐渐形成了具有上下游水量和水头联系的梯级水库群。梯级水库形成后，原有的单库调度方法已经不能适应库群联合调度的需求，需要针对性的对梯级水库系统中的多年调节水库调度方式进行研究,即确定梯级系统中多年调节水库的最优年末消落水位。此外，已有针对多年调节水库运行方式的研究仅从多年平均的角度考虑其年末消落水位的大小，没有考虑年际间来水差异，即忽略了不同年份来水频率差异的影响，存在一定的不足和尚待改进的地方。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑来流频率差异的多年调节水库年末消落水位确定方法，其目的在于在考虑不同年份来流频率差异的情况下，确定梯级水库系统中多年调节水库的最优年末最佳消落水位。

为实现上述目的，本发明的提供了一种一种考虑来流频率差异的多年调节水库年末消落水位确定方法，包括：

S1.根据设定的水位离散精度，将梯级系统中多年调节水库的死水位至正常蓄水位范围离散为一系列离散水位值；

S2.以每一个离散水位值作为多年调节水库的年末消落水位约束，以总发电量最大为目标建立梯级系统联合优化调度模型；

S3.以多年来流频率作为所述联合优化调度模型的输入数据，采用多维动态规划算法对上述模型进行求解，得出对应不同离散水位及不同来流年份下梯级系统的总发电量；

S4.对每一个来流频率遍历所有离散水位值，找出其中发电量最大对应的离散水位值，作为当前来流频率下的最优消落水位；

S5.以来流频率为横坐标，以最优消落水位为纵坐标，点绘各来流频率与其对应的最优消落水位散点图，并基于最小二乘原理，以多项式拟合散点的最佳趋势线，最终得到不同来流频率下的最优消落水位。

进一步地，步骤S1中水位离散精度根据计算精度要求设定。

进一步地，上述梯级系统联合优化调度模型目标函数为：