[發明專利]基于集合預報的水庫實時蓄水調度方法

有效

• 申請號: 201710552604.0
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107248015B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 李赫;劉攀;明波;馮茂源;張曉琦;謝艾利
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

本發明提供一種基于集合預報的水庫實時蓄水調度方法，能夠提高對各類徑流資料的利用效率，優化調度結果，其特征在于，包括以下步驟：步驟1.確定當前調度期從面臨時段到蓄水期末的總時長，確定集合預報的預見期長度，將整個調度期劃分為預見期和余留期；步驟2.確定預見期和余留期內的徑流輸入資料；步驟3.建立水庫優化調度模型；步驟4.得到當前面臨時段的調度決策表；步驟5.當實際入流情況已經發生時，根據當前水庫庫容和入流情況，查閱調度決策表，進行插值計算，求得該階段末的水庫庫容；步驟6. 對于整個蓄水期，逐天重復步驟1?5，更新預報信息，求得每天的調度決策表，并指導進行每天的實時調度，進而完成整個蓄水期的調度。

技術領域

本發明屬于水庫預報和調度運行領域，具體涉及一種基于集合預報的水庫實時蓄水調度方法。

技術背景

水庫調度通過改變天然徑流的時空分布，達到興利除害的目的。為了安全度汛，水庫一般在汛期來臨之前逐漸騰空庫容，汛期維持汛限水位運行，在汛末開始蓄水，水位逐漸抬高至正常蓄水位，之后進入供水期。水庫能否在蓄水期內蓄滿，影響著水庫在次年供水期間，發電、航運、供水等綜合效益的發揮。

在目前的調度實踐中，水庫按照初始設計的常規調度圖進行蓄水期的實時調度，即根據當前來水情況和當前水庫水位做出當前階段的調度決策。

在現有的技術中存在如下問題：(1)目前蓄水期調度主要依據常規調度圖，不能利用徑流預報信息；(2)在水庫實時調度中，難以全部利用有誤差的徑流預報信息。這些問題都會降低調度決策的準確性，不能最大程度地利用水資源，不能實現效益最大化。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種基于集合預報的水庫實時蓄水調度方法，該方法充分考慮了預見期內預報徑流情景與余留期內歷史徑流情景間的轉移概率，能夠提高對各類徑流資料的利用效率，優化調度結果。

本發明為了實現上述目的，采用了以下方案：

本發明提供一種基于集合預報的水庫實時蓄水調度方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1.確定當前調度期從面臨時段到蓄水期末的總時長，確定集合預報的預見期長度，將整個調度期劃分為預見期和無預報資料時段的余留期；步驟2.確定預見期和余留期內的徑流輸入資料：在預見期內，集合預報采用多條徑流過程曲線來描述；在余留期直接使用歷史同期的徑流實測資料，視為可能發生的入庫徑流，以補全整個調度期的入庫徑流；步驟3.建立水庫優化調度模型，確定目標函數以及約束條件，使用抽樣隨機動態規劃方法進行求解，考慮預見期內可能發生的徑流情景與余留期內徑流情景間的轉移概率，并且以水庫庫容離散值和水庫入流情景作為二維狀態變量；步驟4.根據步驟3的求解得到當前面臨時段的調度決策表，該調度決策表包含有每一種水庫庫容和每一種入流情景的組合下、所對應的階段末的最佳水庫庫容；步驟5.當實際入流情況已經發生時，根據當前水庫庫容和入流情況，查閱調度決策表，進行插值計算，求得該階段末的水庫庫容；步驟6.對于整個蓄水期，從第一天至蓄水期末，逐天重復步驟1-5，逐日更新預報信息，進行優化求解，求得每天的調度決策表，并指導進行每一天的實時調度，進而完成整個蓄水期的調度。

本發明提供的基于集合預報的水庫實時蓄水調度方法，還可以具有以下特征：在步驟2中，預見期內使用集合預報成果，共生成m種徑流情景：

式中，(t＝1,2,…,H；j＝1,2,…,m)為第j種預報入流情景時，第t時段的入流；

余留期內使用歷史同期徑流資料，共n種入流情景：

式中，(t＝H+1,H+2,…,T；j＝1,2,…,n)為第j種歷史入流情景時，第t時段的入流。

本發明提供的基于集合預報的水庫實時蓄水調度方法，還可以具有以下特征：在步驟3中：

目標函數為：