[發明專利]一種基于水資源時空均勻分配的流域水量調度方法

有效

• 申請號: 201811607580.5
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109658287B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 王超;雷曉輝;孫嘉輝;王旭;蔡思宇;龍巖;蔣云鐘;胡鑫;宋培兵
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/06;G06N3/126
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 梁艷

本發明公開了一種基于水資源時空均勻分配的流域水量調度方法，涉及資源優化調度技術領域。該方法首先根據流域實際情況概化流域拓撲結構，并根據流域概化拓撲結構劃分水量調度分區，然后，建立基于分區可供水量的流域水量調度模型，描述流域水資源調配問題、預報來水、水庫調度和取用水戶之間聯系，再依據調度模型，采用差分進化算法對取用水問題進行優化，在每代個體計算適應度時，啟動基于分區的空間水量均勻分配策略，模擬計算各分區的可供水量及需水量并在空間上均衡各用水戶分配水量，實現基于水資源時空均勻分配的流域水量調度，從而解決空間上各用水戶之間的矛盾，保證流域水資源在空間上能夠得到公平合理的分配。

技術領域

本發明涉及資源優化調度技術領域，尤其涉及一種基于水資源時空均勻分配的流域水量調度方法。

背景技術

水資源優化調度是指在一個特定流域或區域內，以有效、公平和可持續的原則，對有限的、不同形式的水資源，通過工程措施在各用水戶之間進行的科學分配。水資源優化調度是實現水資源合理開發利用的基礎，是水資源可持續利用的根本保證。

水庫調度是水資源優化調度的重要手段，是人類重新分配水資源時空分布的重要工程措施，可在水庫來水和用水變動的情況下，根據徑流的特性和水庫的任務要求，有目的、有計劃地統籌安排水資源時空分布與供需平衡。運用水庫的調蓄功能可以幫助處理并解決來水與用水、各用水部門之間的矛盾，優化分配水資源的時空分布并提高水資源和水能資源的利用率。

目前，通常使用的水量調度模型，都是從上游到下游逐個用水戶進行水量分配，再基于優化算法自動尋優找到水庫的最優水位，以使總供水缺額的目標值趨于最小。

但是，這些調度模型都只考慮了水資源分配在時間上的最優，沒有充分考慮到水資源在空間上的均勻分配，從而可能會導致出現枯水年只能滿足上游用水戶取水需求而下游用水戶極度缺水的情況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于水資源時空均勻分配的流域水量調度方法，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于水資源時空均勻分配的流域水量調度方法，包括如下步驟：

S1，概化流域拓撲結構，得到流域概化拓撲結構，根據流域概化拓撲結構劃分水量調度分區；

S2，根據水量調度分區，建立基于分區可供水量的流域水量調度模型，該模型在計算過程中自適應地均衡考慮各分區缺水情況，其目標函數表示為：

其中，d為流域總體供水缺額，D_i,t為第i個用水單元在t時段的需水量，S_i,t為第i個用水單元在t時段的計劃供水量；

約束條件包括：

水量平衡約束：

V_t+1＝V_t+(I_t-Q_t)Δt (2)

其中，V_t為水庫在t時段初的庫容，I_t為t時段水庫的平均入庫流量，Q_t為t時段水庫的平均出庫流量，Δt為時間變化量；

庫水位約束：

其中，和分別為水庫在t時段初所允許的運行最高最低水位；

下泄流量約束：

其中，和分別為水庫在t時段所允許的最大最小平均下泄流量；

斷面流量約束：