[发明专利]一种基于成本-效益分析的跨流域引水工程规模确定方法

摘要

一种基于成本‑效益分析的跨流域引水工程规模确定方法属于水库调度技术领域。首先给出引水工程成本与效益随引水规模变化的数学描述；其次，构造引水规模的成本‑效益分析模型；之后，采用KKT条件，提出考虑效益和成本之间权衡的引水工程规模确定方法，并结合经济学中的边际效益原理分析最优引水规模的经济学含义；最后，从理论上论证了当成本和效益函数为线性时，基于成本‑效益分析的引水工程规模设计法与传统模拟优化方法的引水规模设计方法在理论上是等价的。本发明综合考虑连通条件下的径流不确定性及库容补偿机制，提出连通条件下的引水工程规模确定的理论分析方法，给出引水规模的最优条件，给传统方法一个经济学的解释。

主权项

1.一种基于成本‑效益分析的跨流域引水工程规模确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立缺水量对应的经济损失函数，有引水工程和无引水工程的期望缺水损失函数，最终建立引水工程的效益函数；步骤2：根据引水工程的边际投资成本包括固定投资成本和可变投资成本，引水工程的边际投资成本随引水规模的增加而增加的原则，确定引水投资成本的数学描述，如公式(5)所示：其中，C_p0代表固定投资，C_p代表与工程规模相关的投资成本；n是用于反映可变成本与引水规模之间关系的参数；TI表示引水能力；步骤3：在满足最大引水约束下，以引水工程的净效益最大为目标，构建成本‑效益优化模型，确定最优引水规模；引水工程建设的效益期望与投资成本之间的差值为跨流域引水工程带来的净效益；所述的成本‑效益优化模型如式(8)所示：max NPB(TI)s.t.TI≤TI_max    (8)其中，NPB(TI)表示某年的引水效益净现值；步骤4，采用KKT条件对优化模型进行求解，利用边际效益原理解释最优解的经济学含义，得到最优引水规模满足下式：其中，EB(TI)、CP(TI)和TI分别为引水工程带来的效益、投资成本和引水规模；步骤5，通过数学推导得到缺水损失系数C_w与投资成本损失C_p比值与最优引水规模满足下式：其中，WS_t为时段缺水量；f(WS_t)为WS_t的概率密度函数；D为用水需求；N为一年内的时段数；m为投资成本C_p的函数系数。