[发明专利]梯级水库群并行多目标调度方法

说明书

梯级水库群并行多目标调度方法，属于水电站管理技术，尤其是一种梯级水库群水电能源优化运行管理方法。采用基于Fork/Join并行计算的多目标蜂群算法进行梯级水库群多目标调度模型求解，并通过启发式约束修补策略处理水库群调度过程中各种时段间耦合约束。该方法可快速生成一组分布广泛且均匀的多目标非劣调度方案集，为梯级水库群多目标调度决策提供有力的理论与技术支撑。该方法结合多目标随机并行优化、多重复杂约束启发式修正等高效求解模式，一次求解即可得到在多维目标域空间分布广泛和均匀的非劣调度方案集，为流域梯级水库群联合调度运行提供有力支撑。

技术领域

本发明属于水电站管理技术，尤其是一种梯级水库群水电能源优化运行管理方法。

背景技术

梯级水库群联合优化调度必须综合考虑防洪、发电、供水、航运、生态需水和电网安全 等相互竞争、不可公度的调度目标，是一类多因素、多层次、多阶段的复杂多目标优化问题。 目前，已有基于传统运筹学的经典数学建模方法，普遍通过引入目标权重系数或目标约束化 的形式，将多目标问题转化为单目标问题进行求解，这种方式往往局限于获取单一或少量非 劣调度解集，难以充分反映各调度目标间的竞争与制约关系，特别是在处理具有非凸、非连 续多目标前沿特性的调度问题时，模型计算得到的非劣调度方案集不能很好反映实际非劣前 沿特性。并且，受水文气象、径流过程、电站调度模式、机组动态特性等诸多因素影响，梯 级水库群联合优化调度问题呈现出典型的大规模、强耦合、多约束、动态、离散的复杂非线 性特性，基于传统运筹学的经典数学建模方法在求解此类问题时显得十分困难，且受问题求 解复杂度影响，算法执行效率往往不高。

发明内容

针对基于传统运筹学的经典数学建模方法难以满足复杂约束条件下流域梯级水库群多目 标调度问题求解要求，提出一种梯级水库群并行多目标调度求解方法，该方法结合多目标随 机并行优化、多重复杂约束启发式修正等高效求解模式，一次求解即可得到在多维目标域空 间分布广泛和均匀的非劣调度方案集，为流域梯级水库群联合调度运行提供有力支撑。

梯级水库群并行多目标调度方法，具体步骤如下：

S1，设定水电站群特征参数并初始化算法控制参数，包括精英档案集EliteSet容量NQ、 种群大小NP、算法最大进化代数G_max以及侦查蜂启动次数Limit_abandon；设定算法当前进化代 数g＝1；

S2，构造并初始化NP个种群个体，式(1)：

式中，x_r为第r个个体；为个体编码；N为梯级水库个数；T为时段数；

S3，水库调度约束处理，采用下述式(2)-(7)判断个体是否满足约束，对不满足约束 的种群个体，用式(8)、式(9)逐一对个体中的水电站群时段水位进行修正；

①梯级水力联系式(2)：

式中，I_i,t为i水库t时段入库流量；τ_i-1为i-1与i水库间水流时滞；为i-1水库在 t-τ_i-1时段弃水流量；R_i,t为i-1与i水库间区间入流；

②水库水量平衡约束(3)：V_i,t＝V_i,t-1+(I_i,t-Q_i,t-S_i,t)·Δt；

式中，V_i,t为i水库t时段末库容；

③水位/流量/出力约束式(4)：