[發(fā)明專利]一種多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位動態(tài)控制方法

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• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111832900A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣志強(qiáng);劉懿;覃暉;胡德超;馮仲愷;陳璐
• 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;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開了一種多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位動態(tài)控制方法，屬于水資源管理領(lǐng)域。以多年連續(xù)來水作為輸入，求解各年最優(yōu)水位運(yùn)行過程，從中提取每年最優(yōu)消落水位值；繪制選定水文站點來水頻率與最優(yōu)消落水位的散點關(guān)系圖、以及全流域來水頻率與最優(yōu)消落水位的散點關(guān)系圖；對來水頻率與最優(yōu)消落水位相關(guān)性最大的散點關(guān)系圖進(jìn)行邊界擬合，將其上下邊界作為消落水位的動態(tài)控制閾；根據(jù)水庫當(dāng)前來水量，在動態(tài)控制閾內(nèi)對年末消落水位進(jìn)行動態(tài)控制。本發(fā)明允許消落水位在控制閾范圍內(nèi)動態(tài)波動，以應(yīng)對來流的年內(nèi)及年際差異對調(diào)度結(jié)果穩(wěn)定性的影響，可操作性強(qiáng)且能夠提高梯級系統(tǒng)總發(fā)電量，對指導(dǎo)含多年調(diào)節(jié)水庫的梯級水庫群實際調(diào)度運(yùn)行具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水資源管理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位動態(tài)控制方法。

背景技術(shù)

水電能源是目前我國乃至全世界正在大力發(fā)展的一種優(yōu)質(zhì)高效能源，其具有清潔無污染、可再生、低運(yùn)行成本、出力響應(yīng)迅速等特點。目前水電能源的主要開發(fā)利用方式是通過筑壩建庫將分散的河道水能資源集中，再通過水輪發(fā)電機(jī)組使水能高效地轉(zhuǎn)化為電能。對于水庫的類型，按照其庫容系數(shù)大小或調(diào)節(jié)性能的強(qiáng)弱，可以分為無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)及多年調(diào)節(jié)等類型。

一般而言，河川來水一般具有年內(nèi)豐枯變化、年際間水量差異等特征。考慮到水文年的周期性，實際水庫調(diào)度一般以一個水文年作為調(diào)度周期，此時年調(diào)節(jié)水庫就能很好的對年內(nèi)來水不均性進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，隨著流域梯級開發(fā)的逐步深入和工程技術(shù)的迅速發(fā)展，水庫規(guī)模越來越大，出現(xiàn)了越來越多的多年調(diào)節(jié)水庫。在含多年調(diào)節(jié)水庫的梯級系統(tǒng)中，調(diào)度期不能再以年為標(biāo)準(zhǔn)，多年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)度目標(biāo)和調(diào)度方式發(fā)生了較大的變化。因此對于多年調(diào)節(jié)水庫而言，如何確定其在一個較長調(diào)度周期內(nèi)的運(yùn)行方式，對多年調(diào)節(jié)水庫最終發(fā)電效益的影響較大。

許多學(xué)者也在這方面做過相關(guān)的研究，取得了一些成果，但是已有研究還存在一定的不足和尚待改進(jìn)的地方。一方面已有研究大多集中在多年調(diào)節(jié)水庫單獨運(yùn)行時的情形，很少考慮多年調(diào)節(jié)水庫包含于梯級水庫系統(tǒng)中的情形；另一方面已有針對多年調(diào)節(jié)水庫運(yùn)行方式的研究多從多年平均的角度考慮其年末消落水位的大小，忽略了年際間來水差異性，即使已有部分研究在一定程度上考慮了不同年份來水差異的影響，但所提取的消落水位控制規(guī)則也一般以曲線或函數(shù)形式表示，輸入輸出之間一一對應(yīng)，比較固化，不能很好的應(yīng)對來流波動性。而事實上，來流的不確定性或波動性會使得多年調(diào)節(jié)水庫的最優(yōu)年末消落水位為一個適宜區(qū)間范圍，而不是一個固定的值，因此傳統(tǒng)方法的消落水位控制結(jié)果與流域來水具有很大不確定性的特征不相符，值得進(jìn)一步的改進(jìn)和深入研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位動態(tài)控制方法，其目的在于構(gòu)建多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位動態(tài)控制閾，并以此對多年調(diào)節(jié)水庫的年末消落水位實施動態(tài)優(yōu)化控制，以應(yīng)對來流的年內(nèi)、年際差異性對調(diào)度結(jié)果的影響，提高梯級系統(tǒng)總發(fā)電量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多年調(diào)節(jié)水庫年末消落水位動態(tài)控制方法，包括：

S1.以多年連續(xù)來水作為輸入，利用多維動態(tài)規(guī)劃算法對含多年調(diào)節(jié)水庫的梯級水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行求解，得到各年的最優(yōu)水位運(yùn)行過程，并從所得水位運(yùn)行過程中提取每年的最優(yōu)消落水位值；

S2.計算梯級水庫群中選定水文站點的來水頻率及流域整體來水頻率；

S3.繪制各個選定站點來水頻率與最優(yōu)消落水位的散點關(guān)系圖、以及全流域來水頻率與最優(yōu)消落水位的散點關(guān)系圖；

S4.選取來水頻率與最優(yōu)消落水位相關(guān)性最大的散點關(guān)系圖；

S5.對選出的散點關(guān)系圖進(jìn)行邊界擬合，將其上下邊界作為水庫消落水位的動態(tài)控制閾；

S6.根據(jù)水庫當(dāng)年來水頻率，在所述動態(tài)控制閾內(nèi)對年末消落水位進(jìn)行動態(tài)控制。