[發明專利]一種兼顧生態保護需求的水庫興利調度圖優化方法

有效

• 申請號: 201710963168.6
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107704965B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 聞昕;丁紫玉;方國華;雷曉輝;黃顯峰;田雨;王超;楊明祥
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種兼顧生態保護需求的水庫興利調度圖優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取水電站水庫的基本信息數據；

(2)選取代表魚類，采用物理棲息地模型PHABSIM建立下泄流量與生態保護程度之間的關系，確定生態保護目標對應的生態流量區間；

采用物理棲息地模型PHABSIM建立下泄流量與生態保護程度之間的關系，其中，水庫下泄流量對應的代表魚類加權可利用面積的計算公式為：

C_i＝f(v_i)×f(d_i)×f(c_i) (2)

式中，A_i為研究河段第i個網格的水域面積；C_i為第i個網格的組合適應度因子；f(v_i),f(d_i),f(c_i)分別為第i個網格的流速、水深、河床地質適宜度值；根據流量條件計算出各網格不同的流速、水深，由式(1)和式(2)進一步計算出各流量條件下的WUA值，得到流量－WUA關系曲線；

t時段水庫下游的生態保護程度R_t的計算公式為：

式中，R_t為t時段水庫下游的生態保護程度；WUA_t為t時段水庫下泄流量對應的代表魚類加權可利用面積，WUA_t,max為t時段對應最大加權可利用面積，建立流量與生態保護程度之間的關系；

(3)基于發電效益和生態效益建立水庫調度圖優化模型；

(4)以入庫徑流為水庫調度圖優化模型的輸入，采用DPSA方法求解模型；

(5)繪制生態限制線，建立生態限制線和水庫調度曲線相結合的水庫調度規則，編制多目標優化調度圖；具體包括：

(51)下生態流量限制線繪制方法：選擇多個枯水年，從供水期末死水位開始，根據本時段的來水和生態流量區間下限，運用水量平衡公式逆時序推求至蓄水期初，得到水位變化過程，取各枯水年水庫水位上包線即為下生態流量限制線，具體推求過程如下式：

V_t＝V_t+1+(q1_t-I_t)×△t，t＝T+1,T,T-1…2,1 (13)

式中，I_t為t時段水庫的入庫流量，V_t和V_t+1分別為t時段和t+1時段的水庫蓄水量，q1_t為t時段生態流量區間的下限流量，△t為時段間隔；

(52)上生態流量限制線繪制方法：選擇多個豐水年，從供水期末死水位開始，根據本時段的來水和生態流量區間上限，運用水量平衡公式逆時序推求至蓄水期初，得到水位變化過程，取各豐水年水庫水位下包線即為上生態流量限制線，具體推求過程如下式：

V_t＝V_t+1+(q2_t-I_t)×△t，t＝T+1,T,T-1…2,1 (14)

式中，I_t為t時段水庫的入庫流量，V_t和V_t+1分別為t時段和t+1時段的水庫蓄水量，q2_t為t時段生態流量區間的上限流量，△t為時段間隔；

(53)調度規則：當水庫水位在生態限制區時，電站以該區域的規則進行調度，當生態限制區域與調度圖的其他區域重合時，以生態限制區域規則進行調度，其他區域的運行規則同常規調度圖。

2.根據權利要求1所述的一種兼顧生態保護需求的水庫興利調度圖優化方法，其特征在于，所述步驟(3)中建立水庫調度圖優化模型為：

其中，E(x)表示目標函數集，E₁(x)表示生態效益目標函數，E₂(x)表示發電效益目標函數，G(x)表示約束條件集。