[发明专利]面向河流生态系统保护的发电型水库调度函数优化方法

摘要

一种面向河流生态系统保护的发电型水库调度函数优化方法，首先将水库调度曲线和调度函数相结合，制定出水库调度规则，然后确定出量化河流水文情势扰动的方法以及水文情势扰动的阈值，并以水库调度发电量最大化为目标，运用遗传算法对调度函数的参数进行优化，在进行遗传算法适应度评价时，对水文情势扰动超出阈值范围的个体赋予低适应度值，以保证水文情势扰动在阈值范围的个体的生存，进而得出水文情势扰动在阈值范围之内的发电量最大的个体，即为能保证河流生态系统健康且发电量最大的水库调度函数。该发明能保证水库的运行不会造成河流生态系统的剧烈退化，并使水库的发电量最大化。

主权项

一种面向河流生态系统保护的发电型水库调度函数优化方法，其计算步骤如下：(1)制定水库调度函数和水库调度曲线相结合的水库调度规则●当汛期水位高于水库汛限水位，非汛期水位高于正常高水位时，水库调度函数可用下式表示： R i = Min ( R max , S i + I i - S i + 1 sup ) 式中Ri是第i天水库下泄量；Rmax是水库允许日最大下泄量；Ii是第i天水库入流量；Si是第i天水库起始库容量；Si+1sup是第i天水库的汛限水位或正常高水位对应的库容量；●当水库水位低于死库容水位时，水库的下泄流量为零；●当水库的水位在汛期的汛限水位线、非汛期的正常高水位线和死库容线之间时，水库调度函数如下式表示：： R i = a k I i + b k S i - S inf M + 86400 c k 式中M为参数，不同月的M值不同，分别等于各个月的天数；Sinf表示水库的死库容；ak，bk和ck是参数，它们的下标k表示第k月，ak，bk，ck值在各个月内保持不变；(2)确定优化参数的约束条件本发明的优化变量为ak，bk，ck，它们的约束条件如下：0＜ak＜10＜bk＜M0≤ck＜min(Imax，Rmax)/86400(3)确定量化河流水文情势扰动的方法以及水文情势扰动的阈值本发明采用变化范围法量化河流水文情势的扰动，并将0.67作为保证河流生态系统健康的河流水文情势扰动值的阈值；(4)采用遗传算法确定最优的水库调度函数采用遗传算法，以水库的发电量最大化为目标，对水库的调度函数参数ak，bk和ck进行调整，在进行种群个体的适应度评价时，如果河流水文情势扰动程度超过阈值，令该个体的适应度为0，如果扰动在阈值范围之内时，将实际发电量作为适应度值，进而得出水文情势扰动在阈值范围之内的发电量最大的个体，该个体对应的调度函数即为保证河流生态系统健康的最优的水库调度函数。