[发明专利]一种协同生态流量需求的梯级水电站多目标优化调度方法及系统

说明书

本发明涉及一种协同生态流量需求的梯级水电站多目标优化调度方法及实现该方法的系统，其中所述方法通过分析水‑能源‑环境之间的纽带关系，构建水、能源、环境一体化的耦合分析系统，进一步针对西南水电的特点，分析以水为串联主线的协调技术，通过步骤一、获取分析源数据；步骤二、根据源数据计算河道生态流量；步骤三、建立梯级调度目标函数、分析优化约束条件；步骤四、建立智能求解算法模型，进一步对梯级调度方法进行优化；步骤五、确定多目标决策的最佳协调解。其中，结合智能进化算法实现对数据的优化选择，在政策的制定及梯度调度方面提供了最优方案制定的依据。

技术领域

本发明涉及水库群优化调度领域，具体涉及一种协同生态流量需求的梯级水电站多目标优化调度方法及系统。

背景技术

水库是在水资源系统中存储和重新分配自然水资源的重要工程措施，通常具有多功能属性，在经济、社会、生态环境等方面产生多重好处，包括防洪、发电、航运、供水、和生态等。为追求水资源高效开发利用和经济效益最大化，部分水库的运行模式未充分考虑下游减水河段生态需求，造成了河流生态系统不同程度的破坏。

现有技术中为满足水库大坝下游减水河段生态环境流量需求，研究人员将生态因素纳入水库运行调度中，提出以生态流量为主的水库生态调度。然而当前有关水库生态调度的研究，多以单一目标生态环境流量来表征下游减水河段生态流量需求，如生态基流，用于维持河道基本生态系统，忽略了河道其他生态环境状况，如最大、极好和最佳等。

发明内容

发明目的：一个目的是提供一种协同生态流量需求的梯级水电站多目标优化调度方法，以实现水库群发电与生态协调，克服现有技术的不足。进一步目的是提供一种实现所述方法的系统，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种协同生态流量需求的梯级水电站多目标优化调度方法，通过对河道生态流量的计算、梯级水库群调度条件的约束分析、智能求解算法模型的构建、多目标决策优选，进行调度方法的优化，其流程具体划分如下：

步骤一、获取等待分析的数据；

步骤二、计算河道生态流量；

步骤三、建立梯级调度目标函数、分析优化约束条件；

步骤四、建立智能求解算法模型；

步骤五、确定多目标决策的最佳协调解。

在进一步的实施例中，所述步骤一进一步为获取用于后续步骤分析使用的数据，其中后续步骤中计算使用的源数据，包含历史各个时期采集到的水库群的各个参数信息，其中数据的来源于信息采集设备获取的相关参数信息，历史信息读取的方式为从数据存储的数据库中进行读取。

在进一步的实施例中，所述步骤二进一步基于蒙大拿法的分级标准，对VMF法进行扩展与分级，并提出一种多种生态环境状况河道生态流量确定方法，即基于月平均流量的特定百分比将栖息地定性描述为6个级别，所述级别进一步划分为差、适宜、好、非常好、极好和最佳。其中根据不同比例的月平均流量，将不同月份对应的生态流量进一步划分为月平均流量为80％至100％的丰水期、月平均流量为40％至80％的平水期、月平均流量为0至40％的枯水期。按照蒙大拿法生态流量标准，以10％的月平均流量作为最小生态流量，即最差状态。其中适宜至最佳状态，设置以10％月平均流量逐级递减的5个等级，当生态流量为100％月平均流量时，达到最佳状态。

在进一步的实施例中，所述步骤三进一步为建立目标函数和约束条件；其中梯级水电站群多目标优化调度主要目标为梯级发电量最大、梯级发电保证率最大和河段生态流量保证率最大，三个目标呈现相互竞争关系，因此对应的目标函数为E₁、E₂、E₃。

其中E₁表示梯级发电量最大，进一步为：