[发明专利]梯级水库群的库容置换计算方法

摘要

本发明提供一种梯级水库群的库容置换计算方法，该方法能够量化梯级上下库之间的库容置换关系式，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，梯级水库群大系统划分为次级系统；步骤2，建立上、下水库群的多目标优化模型；步骤3，将多目标归一化，并对多目标模型进行优化求解，计算得到上、下水库群间库容分配的Pareto前沿；步骤4，推求上、下子系统之间的库容置换关系步骤5，推求梯级水库群大系统中各子系统间库容置换矩阵。

主权项

一种梯级水库群的库容置换计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将梯级水库群视为大系统，将梯级水库群中的各水库视为子系统，并给梯级水库群中各水库按照从上游至下游的顺序进行编号，并依次标记为1,2,…,N，将大系统中任意上、下串联的两个水库作为一个次级系统，按照从上游至下游的顺序依次编号为1,2,…,N‑1，子系统i和子系统i+1构成次级系统i，i＝1,2,…,N‑1；将各次级系统中上下串联的两个水库视为上、下子系统；步骤2，针对次级系统i建立多目标优化模型，则优化模型的目标函数为发电量最大和防洪库容最大，具体目标函数包括：目标函数1目标函数2式中：为次级系统i的汛期发电量，为次级系统i中子系统k的汛期发电量，为次级系统i的防洪库容，为次级系统i中子系统k的防洪库容；i＝1,2,…,N‑1，k＝1,2；次级系统多目标优化模型的求解的要以常规的防洪标准及总发电量为约束条件：式中：为次级系统i的常规调度下的防洪库容值，为次级系统i的常规调度下的汛期发电量值；步骤3，将步骤2中针对次级系统i建立的多目标优化模型采用权重法进行目标归一化，目标函数为：式中：α为权重系数，取值范围为0～1；变换权重系数α，逐次优化得到次级系统的多目标非劣解集，即得到次级系统i中上、下子系统之间的一系列的库容分配Pareto前沿；步骤4，推求次级系统i上、下子系统之间的库容置换关系，具体实现如下：步骤4‑1，统计步骤3计算所得非劣解集中上、下子系统库容的方案解，整理得到上、下子系统库容的方案解集G，该解集表达式为：式中：和分别为次级系统i的解集G中上、下子系统的第j组解，m为解集G中解的个数，U＝i表示子系统i，D＝i+1表示子系统i+1；步骤4‑2，根据上、下子系统库容的方案解集G，拟合上、下子系统库容的函数关系式VU＝f(VD)，并推求上、下子系统库容的置换关系及式中g(VD)＝f‑1(VD)；步骤5，推求梯级水库群大系统中各子系统间库容置换矩阵，具体实现如下：重复步骤2、3、4，依次对N‑1个次级系统开展多目标优化求解，推求梯级水库群大系统中各子系统间库容置换矩阵，置换矩阵表达式为：根据梯级水库群大系统中各子系统间库容置换矩阵，即可推求梯级水库群大系统中各子系统库容的等价关系式：表达式含义为子系统i的可以置换子系统i+1的库容值，以及可以置换子系统i+2的库容值。