[發(fā)明專利]一種基于動態(tài)規(guī)劃的水庫調度圖優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611074956.1
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106779182B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 蔣志強;覃暉;陳璐;周建中;孫懷衛(wèi)
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;E02B9/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李歡

本發(fā)明公開了一種基于動態(tài)規(guī)劃的水庫調度圖優(yōu)化方法，其包括如下步驟：劃分整個調度期為T個時段；將調度線分離，并將所述調度線在各時段的可行水位范圍內進行離散，得到水位離散點；建立所述調度線的所有水位離散點組合空間確定基于動態(tài)規(guī)劃的水庫調度圖遞歸計算模型：從第T時段開始逆時序遞歸計算；令t＝t?1，進入下一時段計算，當?shù)趖＝1時段計算完成后，逆時序遞歸計算過程結束；從第一個時段順時序遞歸至最后一個時段，可確定最優(yōu)離散水位組合{C_t}，即可獲得最優(yōu)水庫調度圖。本發(fā)明將水庫調度圖繪制模型與動態(tài)規(guī)劃模型相耦合，采用逆時序遞歸方式推求最優(yōu)水庫調度圖，以充分利用動態(tài)規(guī)劃的全局收斂性來保證所得調度圖的全局最優(yōu)性。

技術領域

本發(fā)明屬于水電能源優(yōu)化運行和電力系統(tǒng)發(fā)電優(yōu)化調度領域，更具體地，涉及一種基于動態(tài)規(guī)劃的水庫調度圖優(yōu)化方法。

背景技術

水庫調度圖是水庫調度規(guī)則的圖形表示，主要由幾條調度線及對應的調度區(qū)域組成。目前主要有兩種方法繪制水庫調度圖，一種是傳統(tǒng)方法，該方法是通過選取典型水文年徑流系列經(jīng)逆時序遞推計算推求調度圖，該方法獲得的水庫調度圖能夠在大多時段保證水庫的正常運行不被破壞，具有較好的物理背景意義和較高的可靠性，但也具有一些不足：一是典型年選擇的好壞對結果的影響較大；二是在繪制過程中需要進行反復的人工修正，隨機性和經(jīng)驗性較大。

另一種方法是優(yōu)化方法，該方法基于給定的初始解采用優(yōu)化算法優(yōu)化調度線，例如遺傳算法、粒子群算法和逐步優(yōu)化算法等。通過優(yōu)化方法獲取水庫調度圖相對簡單、方便，但也同樣存在一定的不足：一方面，優(yōu)化算法需要初始解，初始解質量的好壞對最終結果的影響很大，此外，它一般只能對初始線進行模擬優(yōu)化而不能直接計算出最優(yōu)調度圖；另一方面，雖然許多進化算法已經(jīng)被證明具有全局收斂性，但是受隨機性的影響，它們通常在有限的迭代次數(shù)下并不能保證獲得全局最優(yōu)解，因此通過優(yōu)化方法得到的調度圖的最優(yōu)性很難保證。

專利文獻CN102080366A公開了一種梯級水庫聯(lián)合調度圖制作方法。該方法以長系列歷史徑流過程作為輸入，以旬為計算時段，根據(jù)各水電站設計保證出力，按等出力法從上游到下游逐級按單庫調度圖制作方法制定各水庫的初始調度圖，并根據(jù)初始調度圖按照水力順序至上而下進行各電站水能計算，優(yōu)化梯級水庫聯(lián)合調度圖的各調度線，最后輸出梯級水庫聯(lián)合調度圖及調度規(guī)則。該發(fā)明以梯級聯(lián)合調度圖指示出力為協(xié)調，能在一定程度上發(fā)揮梯級水庫的補償調度作用，提高水能利用。但是該文獻公開的梯級水庫聯(lián)合調度圖制作方法存在如下不足：

(1)該發(fā)明按等出力法從上游到下游逐級按單庫調度圖制作方法制定各水庫的初始調度圖，為傳統(tǒng)的典型年法計算方法，其中對典型年年份、年數(shù)的選取因人而異，隨機性和經(jīng)驗性較大，會造成不同設計人員繪制的調度圖不同的問題。

(2)該方法根據(jù)初始調度圖按照水力順序至上而下采用枚舉試算方法進行各電站水能計算，以優(yōu)化調整梯級電站調度圖各調度線，最終的優(yōu)化結果對初始解的依賴性較大，且其按照水力順序至上而下依次計算，僅能做到上庫影響下庫，因此所用優(yōu)化算法并不能全局考慮梯級系統(tǒng)的整體最優(yōu)性。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供一種基于動態(tài)規(guī)劃的水庫調度圖優(yōu)化方法，其目的在于將水庫調度圖繪制模型與動態(tài)規(guī)劃模型相耦合，采用逆時序遞歸方式推求最優(yōu)水庫調度圖，以充分利用動態(tài)規(guī)劃的全局收斂性來保證所得調度圖的全局最優(yōu)性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于動態(tài)規(guī)劃的水庫調度圖優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1：劃分整個調度期為T個時段；

S2：將調度線分離，并將所述調度線在各時段的可行水位范圍內進行離散，得到所述調度線在該時段初、末時刻的水位離散點；

S3：建立調度期內所述調度線的所有離散水位組合空間所述離散水位組合空間中的一個離散水位組合構成該時段的一個時段調度圖，其中，k為水位離散點編號，t為時段編號，t＝1,2,…,T；