[發(fā)明專利]耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調(diào)度方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911353986.X
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111126847B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建中;陳瀟;張余龍;曾德晶;朱錦干;紀(jì)傳波;盧程偉;覃暉;劉懿;何中政
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開了一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調(diào)度方法和系統(tǒng)，屬于水庫調(diào)度中水庫發(fā)電調(diào)度領(lǐng)域。該方法包括：S1.利用一維水動力過程演算方法刻畫梯級水庫的水力聯(lián)系，并以梯級水電站發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建基于水動力入庫流量演進的梯級水庫短期優(yōu)化調(diào)度耦合模型；針對上述水力聯(lián)系，利用DPSA?POA算法求解上述耦合模型，得到梯級水庫的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果；調(diào)度結(jié)果包括壩前水位過程、出庫流量過程和出力過程。本發(fā)明利用河道一維水動力過程演算方法來描述梯級水庫的水力聯(lián)系，不僅能消除水流滯時的后效性影響，還能更為準(zhǔn)確地計算下游水庫的入庫流量過程，使優(yōu)化所得的水庫水位結(jié)果更為合理，提高了梯級水能利用效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水庫調(diào)度中水庫發(fā)電調(diào)度領(lǐng)域，更具體地，涉及一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調(diào)度方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

相較于梯級水庫中長期調(diào)度，短期優(yōu)化調(diào)度需考慮水庫間的流量傳播規(guī)律，水流滯時的存在使得短期調(diào)度成為了一個有后效性的問題。如何準(zhǔn)確量化水庫間的水力聯(lián)系，以便獲得更具指導(dǎo)價值的調(diào)度方案是短期優(yōu)化調(diào)度研究重點之一。

在水庫調(diào)度領(lǐng)域，我們可以把上游水庫出庫與下游水庫入庫的對應(yīng)關(guān)系稱之為水力聯(lián)系。水力聯(lián)系的描述獨立于短期優(yōu)化調(diào)度模型目標(biāo)函數(shù)的選取、模型約束條件的考慮范圍以及求解算法的選擇。總體而言，短期優(yōu)化調(diào)度中水力聯(lián)系的描述分為三類：1、將水流滯時忽略不計或者假定其為一個固定的常數(shù)，或者認(rèn)為水流滯時是動態(tài)變化的，將水流滯時表達為上游出庫流量的函數(shù)，導(dǎo)致上游單個時段的出庫流量會分布于下游多個時段的入庫中，增加了模型的求解難度。2、利用馬斯京根法描述上游水庫出庫與下游水庫入庫過程的映射關(guān)系，將此關(guān)系運用到短期優(yōu)化調(diào)度中。但在實際生產(chǎn)中，當(dāng)所研究的對象河道長度長、支流眾多、流域面積大且區(qū)間入流眾多時，馬斯京根參數(shù)難以率定，造成模型求解不準(zhǔn)確，且隨著梯級水庫個數(shù)增加，會出現(xiàn)計算量大、短期優(yōu)化調(diào)度模型難以求解等問題。3、利用泛化思想和黑箱模型，將河道中水流傳播問題抽象為上游水庫出庫等多因子輸入與下游水庫入庫的映射問題。當(dāng)流域面積大，長系列的資料匱乏時，黑箱映射模型往往訓(xùn)練獲得的結(jié)果誤差大，不能符合實際生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調(diào)度方法和系統(tǒng)，其目的在于準(zhǔn)確計算下游水庫的入庫流量過程，使優(yōu)化所得的水位結(jié)果更為合理，提高梯級水能的利用效率。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調(diào)度方法，包括：

S1.利用一維水動力過程演算方法刻畫梯級水庫的水力聯(lián)系，并以梯級水電站發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建基于水動力入庫流量演進的梯級水庫短期優(yōu)化調(diào)度耦合模型；

S2.針對上述水力聯(lián)系，利用DPSA-POA算法求解上述耦合模型，得到梯級水庫的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果；所述調(diào)度結(jié)果包括壩前水位過程、出庫流量過程和出力過程。

進一步地，短期優(yōu)化調(diào)度耦合模型的目標(biāo)函數(shù)為：

式中，E為梯級水電站發(fā)電量的最大值；K和T分別表示梯級水庫總數(shù)和調(diào)度時段總數(shù)；Q_i，t，H_i，t分別為水庫i在t時段的流量和水頭；N表示與Q_i，t和H_i，t對應(yīng)的時段發(fā)電量。

進一步地，梯級水庫的水力聯(lián)系表達式為：

I＝f(Q，Z)