[發明專利]一種水庫實時多目標隨機優化調度和風險評估方法

在審

• 申請號: 201810293796.2
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108681783A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 朱非林;鐘平安;徐斌;孫一萌;陳娟;萬新宇;吳業楠;楊敏芝
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26
• 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

1.一種水庫實時多目標隨機優化調度和風險評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立水文預報演進模型，模擬水文預報不確定性的動態演進過程，合成入庫水文集合預報并構建洪水情景樹；

(2)建立基于實時修正策略的水庫實時多目標隨機優化調度模型；

(3)采用約束法和兩步求解過程推求不確定環境下的帕累托前沿；

(4)建立風險評估模型，量化各調度指標的不確定性和調度風險；

(5)采用隨機多屬性決策模型從帕累托前沿上確定最理想的水庫調度方案，并定量評估決策結果的不確定性；

(6)建立基于實時信息修正的滾動預報-調度-決策流程。

2.根據權利要求1所述的一種水庫實時多目標隨機優化調度和風險評估方法，其特征在于，所述步驟(1)中定義單時段的預報更新u_w,t為相鄰兩個時刻之間水紋預報誤差的差，u_w,t計算公式如下：

式中，q_t為t時刻的流量實測值；f_w,t(m³/s)表示w時刻發布的關于未來時刻t的水文預報，t＝w+i,i＝0,1,…,H，H為預見期；e_w,t(m³/s)表示w時刻發布的關于未來時刻t的水文預報誤差；

假定面臨時段的水文預報是完美的，即f_t,t＝q_t，推求水文預報不確定性的動態演進過程，計算公式如下：

單時段的水文預報更新u_w,w+i-1，i＝1,…,H，構成如下所示的水文預報更新向量U_w,-：

U_w,-＝[u_w,w,u_w,w+1,…,u_w,w+H-1] (3)；

采用以下方差-協方差矩陣VCV來度量水文預報更新向量的統計特性：

式中，var_i為u_w,w+i-1的方差，cov_i,j為u_w,w+i-1和u_w,w+j-1之間的協方差，i＝1,…,H；

采用Cholesky分解將VCV轉換成一個下三角矩陣和其轉置的乘積，即VCV＝V·V^T，然后，采用以下公式對水文預報更新向量U_w,-進行隨機模擬：

U_w,-＝[u_w,w,u_w,w+1,…,u_w,w+H-1]＝[θ₁,θ₂,…θ_H]·V^T (5)；

式中，θ_i(i＝1,2,…,H)為服從獨立正態同分布的隨機變量；

將水文預報更新向量U_w,-代入預報演進過程計算公式(2)中即可合成入庫水文集合預報；

基于隨機生成的水文集合預報，構建洪水情景樹為：

其中，I為情景樹規模；ω_tⁱ代表洪水情景樹中的第i個洪水情景，即洪水情景樹的第i個樹節點；該洪水情景樹由從當前時段w到預見期末w+H的一系列樹節點構成。