[發明專利]面向河道生態環境安全的梯級水庫群高效調控方法和系統

在審

• 申請號: 202010576313.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111833204A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 牛文靜;馮仲愷;劉帥
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/04;G06Q10/06;G06N3/00;G06N20/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種面向河道生態環境安全的梯級水庫群高效調控方法，其特征在于，包括：

S1.將梯級水庫調度期內各時段水位值作為個體位置，生成初始種群；

S2.計算當前種群中所有個體的適應度；

S3.根據個體當前適應度更新個體歷史最優位置，根據更新后的個體最優位置適應度更新種群的全局最優位置；

S4.利用自適應和聲搜索算法更新種群中個體位置；其中，自適應和聲搜索算法中的音調微調概率PAR和音調微調帶寬bw，根據當前種群迭代次數自適應調整；

S5.從每代種群中選取最優的若干個體位置構成精英檔案集，從精英檔案集中隨機選擇個體位置對種群中的個體位置進行更新；

S6.循環執行步驟S2-S5直至種群迭代次數達到了預先設定的最大次數；

S7.將當前種群的全局最優位置作為梯級水庫群生態環境的優化調度結果。

2.根據權利要求1所述的一種面向河道生態環境安全的梯級水庫群高效調控方法，其特征在于，初始種群中，第i個個體位置表示為：

X_i＝[Z_1,1,Z_1,2,…,Z_1,T…,Z_n,t,…,Z_N,1,Z_N,2,…,Z_N,T]

其中，N表示梯級電站數目；T表示調度總時段數目，1≤i≤m，m表示種群規模，第n個電站第t個時段水位值Z_n,t生成方式為：

其中，rand(0,1)為[0,1]區間均勻分布的隨機數。第n個水電站在第t個時段的水位上限；第n個水電站在第t個時段的水位下限。

3.根據權利要求1或2所述的一種面向河道生態環境安全的梯級水庫群高效調控方法，其特征在于，第k代第i個個體X_i^k的適應度F(X_i^k)計算公式為：

式中，a是懲罰系數；θ是約束總違背值，y_n,t是第n個水電站在第t個時段的缺水量，是第n個水電站在第t個時段的第m個等式約束違背值；是第n個水電站在第t個時段的第m個不等式約束違背值；N_n,t和M_n,t第n個水電站在第t個時段的等式和不等式約束數目。

4.根據權利要求3所述的一種面向河道生態環境安全的梯級水庫群高效調控方法，其特征在于，根據以下公式更新個體歷史最優位置和種群全局最優位置；

其中，表示第k代第i個個體的歷史最優位置；表示的適應度；gBest^k表示第k代種群的全局最優位置。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種面向河道生態環境安全的梯級水庫群高效調控方法，其特征在于，利用自適應和聲算法更新種群中個體位置，具體為：

獲取當前種群任意個體任意維度的位置X_i,j對應的第一隨機數

若則從種群中隨機選擇一個個體任一維度X′_i,j的位置，即X_new,j＝X′_i,j,i∈[1,HMS]；獲取X′_i,j對應的第二隨機數當則令若則在問題空間中隨機生成一個位置，

利用X_new,j對X_i,j進行更新；

其中，HMCR為和聲記憶庫取值概率，HMS為和聲記憶庫的大小，即種群的規模，和X_j分別為問題空間第j維上限和下限，為[0,1]區間均勻分布的隨機數。