[發明專利]一種基于大系統理論時間及空間分解協調的水庫調度方法

有效

• 申請號: 201810331067.1
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108520323B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 董增川;周濤;黃志鴻;高曉琦;林夢然;陳新穎
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于大系統理論時間及空間分解協調的水庫調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)針對發電和供水目標分別對決策變量多并且結構復雜的復雜大系統進行空間分解，根據各個水庫的控制流域將水庫群大系統分成各個獨立的單水庫子系統：

將單水庫子系統的下泄流量作為決策變量，引入KT乘子作為協調變量進行協調，對串聯水庫引入Lagrange乘子λ進行等式約束下的尋優以保證子系統之間滿足水量平衡約束，對并聯水庫引入KT乘子μ進行不等式約束條件下的尋優；

(2)針對發電和供水目標分別對單水庫子系統進行進一步時間分解：將子系統的初、末蓄水量作為決策變量，引入Lagrange乘子ν作為協調變量進行協調，通過給不同的缺水階段添加不同的權重，從而進一步考慮子系統的供水任務邊際效應的影響；

(3)將子系統的拉格朗日函數作為其目標函數，寫出子系統的約束條件；

(4)建立協調級尋優算法；

(5)進行收斂條件判斷：首先判斷得到的解是否滿足KKT收斂條件，若滿足KKT條件則直接輸出為全局最優解，若不滿足則根據調度目標通過協調級對解做相應的調整進行進一步迭代；

對于步驟(1)的空間分解，針對發電和供水兩個興利目標分別進行處理，將空間分解為N個子系統，其拉格朗日函數寫作加性可分離形式分別是：

其中，式中L_S與L_E分別是供水與發電目標的拉格朗日函數，D_i,n和S_i,n表示第n個水庫t時段的用水戶i的需水量和供水量；表示第n個水庫t時段對聯合供水任務的供水；ω_i表示第i個用水戶的權重；T表示整個調度期；t表示第t個調度時段；μ_n,t和λ_n,t是第n個空間子系統第t個時段空間分解的KT乘子；Y_n+1,t表示第n+1個水庫t時段的水庫入流量，IB_n,t和Q_n,t分別表示第n個水庫t時段的區間來水和上游的下泄流量；η_n,t、q_n,t、h_n,t和P_t分別表示空間子系統n在第T個時間子系統時t時段的發電效率、發電流量、發電水頭和系統最小發電負荷要求；Z_T,t表示下游需要整個系統共同承擔的供水任務。