[發明專利]一種水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策方法

有效

• 申請號: 201711068029.3
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107992989B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 徐斌;盧慶文;儲晨雪;朱非林;陳娟;鐘平安;吳業楠;張宇;付吉斯
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 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

1.一種水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)收集、整理數據資料，識別風險源、定義防洪風險；

包括以下步驟：

(11)水庫群實時洪水資源利用中的風險來源主要考慮實時洪水預報誤差，設定預報相對誤差服從正態分布，并依據歷史預報資料樣本統計各庫所轄區間洪量的預報相對誤差的特征參數；各庫所轄區間洪量的預報相對誤差為：

δ_i＝(WU_i-WF_i)/WU_i；

其中，δ_i為水庫i控制區間的洪量的預報相對誤差，WU_i、WF_i分別為實際區間洪量、預報區間洪量，在無預報系統偏差的條件下，認為預報相對誤差δ_i服從正態分布，σ_i為誤差分布的標準差(％)；

(12)防洪風險主要考慮預報結果偏小導致的水量超額的風險，將防洪風險定義為下游防洪點最大超額流量的期望值，近似評估下游防洪風險產生的損失，防洪風險的計算公式為：

其中，R為防洪風險，Os_t為t時段超額流量，E[·]為期望值算子；

(2)結合預報洪水過程及洪水預報誤差采用統計抽樣方法生成實際洪水過程模式集及確定情景模式概率；

(3)建立水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策模型；

(4)將實際洪水過程情景模式集作為模型輸入，采用非線性規劃法求解模型；

(5)輸出各水庫洪水資源化調度方案及各指標結果。

2.根據權利要求1所述的水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策方法，其特征在于：若防洪點距離最下游水庫距離較近，最下游水庫至防洪點的區間入流可忽略，超額流量主要取決于最下游水庫的出庫流量大小，超額流量的計算公式為：

對于某包含n座水庫的混聯水庫群系統而言，O_n,t為最下游水庫在t時段的出庫流量，為河道防洪點的泄量閾值。

3.根據權利要求1所述的水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策方法，其特征在于：所述步驟(2)中實際洪水過程模式集為發生概率為P(IU^j)；其中，為庫i時段t實際區間來水。

4.根據權利要求1所述的水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策方法，其特征在于，所述步驟(3)包括以下步驟：

(31)建立面臨時刻預蓄的洪水資源潛在效益最大化的目標函數：

式中，B為預蓄達到的蓄量組合方案條件下庫群系統蓄存洪水資源的潛在效益，S_i,1為水庫i當前時刻的預蓄庫容，p_i為水庫i單方洪水資源量的供水效益；

(32)構建如下約束條件：

水量平衡約束：

式中，分別為水庫i在實際洪水模式j下、t時段初以及時段末的庫蓄水量，為水庫i在實際洪水模式j在t時段出庫流量，為水庫k在實際洪水模式j在t時段出庫流量，Ω_i為與水庫i有直接水力聯系的上游水庫集合，J為實際洪水模式情景總數；

蓄量約束：

式中，S_i,t+1分別為第i庫第t時段末蓄量上、下限；

泄流能力約束：

式中，為第i庫第t時段泄流能力；

初始、邊界條件：

由預蓄庫容不低于汛限水位對應庫容，以及洪末庫容期望值不高于汛限水位對應庫容可得：

式中，SF_i為汛限水位對應庫蓄量，S_i,1為水庫i在當前時刻的預蓄庫容，S_i,T+1為水庫i在第T+1時段的期末庫容；

風險水平閾值約束：

洪水調度過程的系統防洪風險不高于閾值水平：

式中，為風險閾值水平。

5.根據權利要求1所述的水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策方法，其特征在于：所述步驟(4)將步驟(2)中生成的實際洪水過程情景模式集作為步驟(3)建立的水庫群洪水資源化預蓄預泄風險決策模型的輸入條件，在限定實時防洪風險不超過一定風險閾值水平的條件下，給定約束條件、初始條件及邊界條件取值，采用非線性規劃軟件Lingo求解模型。