[發(fā)明專利]基于GIS技術的水電站水電調度計劃生成及仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410070846.2
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103793795B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 陳博嘉;盧曉明;張火炬;張凌
• 申請（專利權）人: 福建四創(chuàng)軟件有限公司
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發(fā)明涉及水利水電工程領域，特別是一種基于GIS技術的水電站水電調度計劃生成及仿真方法。

背景技術

水電站調度計劃是在保證水電站安全可靠的前提下，充分發(fā)揮有限資源的經(jīng)濟效益，具體指在水庫來水與用水變動的情況下，根據(jù)徑流特性和水庫的任務要求，有目的、有計劃地統(tǒng)籌安排水庫蓄水與洪水、攔洪與泄洪、防洪與興利的一種技術和措施，合理安排水電站的運行方式和水庫的水位和水量調度，使水電站發(fā)電獲取最大經(jīng)濟效益。目前，中小流域徑流式水電站群多利用水庫調度圖，憑借經(jīng)驗進行調度。

水電站優(yōu)化調度過程是一項復雜的系統(tǒng)工程，牽涉到整個電站運行管理的各個方面，在調度管理決策過程中，往往需要涉及大量的數(shù)據(jù)及圖形信息，如流域的水文、地形、水工建筑物等等，其內部各組成部分之間相互聯(lián)系又相互制約，關系錯綜復雜，往往難以用簡單的文字圖表或數(shù)學模型來描述，而信息的增補導致決策的變更經(jīng)常發(fā)生，傳統(tǒng)的調度計劃模擬比較多得采用曲線、表格展示計算結果和運算過程，整個過程不直觀，這使得決策管理者難以對不同的調度方案進行直觀的優(yōu)化比較選擇。

中小流域徑流式水電站群憑借經(jīng)驗進行調度，通常以水庫調度圖作為指導水庫運行調度的工具，水庫調度圖是根據(jù)歷史水文資料，選擇有代表性的典型年為依據(jù)，以設計保證率和保證出力為基礎擬定的，但它不能適應客觀情況隨著時間延續(xù)而發(fā)生的變化，易使調度人員判斷失誤而導致水能的浪費。例如，在汛期如遇到來水很豐時，不敢超越調度圖的指示出力，及時加大出力，往往容易產生集中的大量棄水，使水量利用率降低，損失電能，水資源得不到充分利用，不能適應當前節(jié)能減排、節(jié)水增發(fā)要求；另外，調度計劃大多以表格的形式展示，相對抽象，不直觀，不利于對調度計劃的評估。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于GIS技術的水電站水電調度計劃生成及仿真方法，該方法為工作人員評估不同的調度計劃效益，為管理層決策起輔助作用。

本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種基于GIS技術的水電站水電調度計劃生成及仿真方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟S01：基于gis平臺，構建當?shù)氐匦慰臻g數(shù)據(jù)庫；

步驟S02：基于上游水電站預計發(fā)電量，預測水庫來/退水量-時間曲線；

步驟S03：基于實時水位、雨情、流量信息，結合氣象、水文預報信息以及所述步驟S01中存儲的空間信息對來/退水量-時間預測曲線進行調整；

步驟S04：利用水庫來/退水量-時間預測曲線，結合水電站工作狀況數(shù)據(jù)以及水電站調度規(guī)則，根據(jù)預先設定在系統(tǒng)中的調度計劃生成模型，生成調度計劃；

步驟S05：將步驟S04中生成的調度計劃對第二天水電站的工況進行計算以及仿真分析，并獲取最優(yōu)調度計劃；所述計算是針對計劃期???????????????????????????????????????????????內的水電站總發(fā)電量或總發(fā)電效益進行計算分析，通過對約束條件的改變，目標在于或能得到最大值；所述仿真是利用gis平臺通過流量的變化形象的重現(xiàn)或預呈現(xiàn)各水電站調度計劃的實施。

在本發(fā)明一實施例中，還包括對最優(yōu)的調度計劃通過web系統(tǒng)發(fā)布。

在本發(fā)明一實施例中，所述步驟S01的實現(xiàn)方式包括通過gis系統(tǒng)，對當?shù)氐匦慰臻g進行空間分析，空間分析主要包括水庫長度、面積、周長、體積計算、河道長度、深度、平均截面積、相應河段的體積計算；基于地形剖切得到任意河段的橫斷面，分析地形坡度、坡向，對提取的河道橫斷面數(shù)據(jù)編號入庫，為下游河道洪水演進模型提供模型參數(shù)。

在本發(fā)明一實施例中，所述水電站總發(fā)電量、總發(fā)電效益的最大值計算公式如下：

式中：為水電站總出力（）；為時段電價（元/kWh）；為計劃期內水電站總發(fā)電收入（元），該指標可反映峰谷電價造成的差異，其適用于計劃期內各時段電量價格不同的水電站；為計劃期T內水電站總發(fā)電量（kWh），該指標反映對水資源的開發(fā)利用效率。

在本發(fā)明一實施例中，所述水電站總發(fā)電量或總發(fā)電效益是對多套調度計劃進行效益分析，計算公式如下：

式中：?n表示流域內水電站群的數(shù)量，其余參數(shù)同單個水電站調度計劃效益分析中的參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)生成的調度計劃，通過對流域所有水電站在計劃期T內的或進行計算；系統(tǒng)通過對多套調度計劃的技術，分別獲得或最大值的調度計劃。