[發明專利]一種多年調節水庫年末蓄水位的確定方法

有效

• 申請號: 201610039927.5
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105719020B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 艾學山;董祚;莫明珠
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了一種多年調節水庫最優年末蓄水位確定方法，首先根據精度要求離散水庫的蓄水狀態；其次利用水庫調度規則，計算水庫多年運行條件下年末各蓄水狀態的預期年均發電量；然后以面臨時段初的水庫水位、面臨時段到年末的預報入庫來水過程和各年末蓄水水位為初始和邊界條件，計算年內的最優發電量；最后將各年末蓄水狀態相應的年內發電量和預期年均發電量相加得到各年末蓄水狀態所對應的總發電量，與最大總發電量值相應的年末蓄水狀態對應水位即為當年的最優年末蓄水位；本發明所確定的年末蓄水位離散精度可控，創造了一種隨機模擬與確定性優化相結合、調度規則和優化計算方法可選的多年調節水庫最優年末蓄水位的確定方法。

技術領域

本發明屬于水庫調度領域，特別涉及一種多年調節水庫年末蓄水位的確定方法。

背景技術

多年調節水庫年末蓄水位的確定是一個很復雜的問題，它是保證水庫(群)長期正常運行的關鍵。多年調節水庫調度的目的是將豐水年多余水量蓄在水庫中，以補充枯水年水量不足。因此，多年調節水庫的運行不僅影響當年的效益，而且影響以后若干年的效益，而水庫調度的關鍵是如何科學、合理地控制年末蓄水位，使水電站的當年發電量(效益)和水庫未來的發電量(效益)之和達到最優。這不僅對水庫自身，而且對有水利、電力等聯系的水庫群運行影響極大。但遺憾的是，目前對此問題的研究還不多，歸納起來，主要有以下兩種方法：

1)確定性優化方法

以水庫的當年發電量(效益)和年末庫蓄能量(效益)之和最大為目標函數建立優化調度模型，優選年末蓄水位，因此該法考慮問題比較全面。其中年末庫蓄能量(效益)旨在考慮多年調節水庫調度對后期的長遠影響，目前通常采用的方法是通過年末蓄水位計算所對應的庫蓄能量。

2)隱隨機優化方法

根據水庫(或水庫群)長系列優化調度結果，篩選影響因子，建立年末蓄水位和影響因子之間的相關關系，作為年末蓄水位的控制規則。該思路的關鍵是影響因子的選擇和相關關系形式的確定。多年調節水庫的年末蓄水位不僅與水庫年初的水位和入庫水量有關，而且可能與后幾年的來水、庫群中其余電站的調節方式、干支流用水情況等相關，影響因子眾多，目前主要用逐步回歸方法篩選因子。

但是以上這兩種方法均存在不足之處：對于確定性方法，年末蓄水位所對應的庫蓄能量常常是靜態計算的，如用庫蓄水量除以相應的發電耗水率，該能量在未來調度中能否得到充分發揮，是否符合實際都存在較大的疑問；在隱隨機優化方法中，由于調度過程的復雜性和非線性的作用導致逐步回歸方法缺乏機理支撐。因此，一種更合理，簡單的方法一直是人們追求的目標。

發明內容

針對以上方法的不足，本發明提出了一種將上述兩種方法的理論相結合的新方法。本發明的目的在于提供一種確定多年調節水庫年末最優蓄水位的方法。

其技術方案是：一種多年調節水庫最優年末蓄水位確定方法，主要包括以下步驟：

一、水庫蓄水狀態(水位或庫容)的離散：

按照精度需要將水庫正常運行情況下的蓄水狀態(水位或庫容)進行離散；

二、是年末各蓄水狀態下預期年均發電量的計算：

以第一步中的某一蓄水狀態對應水位為水庫的初始水位，應用水庫的長系列入庫徑流資料，采用水庫調度規則逐年進行水庫調度計算，得到各年的發電量，進而計算多年平均發電量，以此作為該狀態下的預期年均發電量；對所有離散后的水庫蓄水狀態都進行相同的計算，獲得各水庫蓄水狀態下的預期年均發電量；

三、是當年最優發電量的確定：

在面臨時段初始水位(當前水位)已知，面臨時段到年末各時段的入庫流量通過預報或預測得到的情況下，對各年末的蓄水狀態，應用優化算法計算當年的最優發電量；

四、是年末最優蓄水位的確定：