[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)灰狼算法的水庫閘門群多目標(biāo)防洪優(yōu)化調(diào)度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211732081.5
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115964886A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎文明;王曉東;吳承華;吳禮國;韋浩杰
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電投集團(tuán)廣西長洲水電開發(fā)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N3/006;G06Q10/0631;G06Q50/26;G06F111/06;G06F119/02;G06F113/08
• 代理公司: 廣西科泰智航知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 45136
• 代理人: 韋杰才

本發(fā)明涉及一種基于改進(jìn)灰狼算法的水庫閘門群多目標(biāo)防洪優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：根據(jù)水情監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時獲取水庫的水位和洪水預(yù)報流量，利用水庫的水位和洪水預(yù)報流量判斷洪水等級；根據(jù)防洪首要防護(hù)對象和洪水等級，判斷水庫的泄洪流量；根據(jù)泄洪流量和改進(jìn)灰狼算法對水庫閘門群進(jìn)行構(gòu)建模型；利用模型調(diào)度水庫閘門群。相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能減少調(diào)度工作量，提高了水庫防洪決策的安全性、可靠性、準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防洪技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，特別涉及一種基于改進(jìn)灰狼算法的水庫閘門群多目標(biāo)防洪優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

水庫防洪調(diào)度強(qiáng)調(diào)將大壩自身的安全始終放在第一位；其次是最大出庫流量不能大于入庫洪峰流量；目前大部分水電站防洪調(diào)度主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)制定調(diào)度方案，面對調(diào)度限制條件以及不斷變化的洪水情況，水庫防洪時閘門操作頻繁、工作量巨大；調(diào)度方案人為計(jì)算容易產(chǎn)生失誤或偏差，增加防洪風(fēng)險；調(diào)度方案審批時間較長，泄洪閘門操作響應(yīng)性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能減少調(diào)度工作量，提高了水庫防洪決策的安全性、可靠性、準(zhǔn)確性的基于改進(jìn)灰狼算法的水庫閘門群多目標(biāo)防洪優(yōu)化調(diào)度方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種基于改進(jìn)灰狼算法的水庫閘門群多目標(biāo)防洪優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：

根據(jù)水情監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時獲取水庫的水位和洪水預(yù)報流量，利用水庫的水位和洪水預(yù)報流量判斷洪水等級；

根據(jù)防洪首要防護(hù)對象和洪水等級，判斷水庫的泄洪流量；

根據(jù)泄洪流量和改進(jìn)灰狼算法對水庫閘門群進(jìn)行構(gòu)建模型；

利用模型調(diào)度水庫閘門群。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，判斷洪水等級包括以下步驟：根據(jù)水庫的實(shí)時水位和洪水預(yù)報流量進(jìn)行削峰調(diào)度；對削峰調(diào)度過程中的水庫水位進(jìn)行判斷，當(dāng)水庫水位超過水庫設(shè)計(jì)的防洪水位，則洪水為超過防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水，同時根據(jù)超過防洪水位的等級獲得洪水等級。

進(jìn)一步，判斷水庫的泄洪流量具體包括以下步驟：

洪水等級等級過高時，以水庫安全為首要防護(hù)對象，根據(jù)水庫的最大容量和洪水等級，計(jì)算出水庫的泄洪流量；否則，以下游的防洪安全為首要防護(hù)對象，水庫的泄洪流量控制在下游的防洪安全以下。

進(jìn)一步，根據(jù)泄洪流量和改進(jìn)灰狼算法對水庫閘門群進(jìn)行構(gòu)建模型包括以下步驟：

步驟1、構(gòu)建水庫調(diào)度問題模型：包括水庫調(diào)度問題描述和模型構(gòu)建；

步驟2、對于水庫的閘門以及單位時間內(nèi)的泄洪量進(jìn)行編碼，采用閘門編碼和泄洪量編碼的自然數(shù)兩段式編碼；創(chuàng)建空的檔案，同時設(shè)置算法參數(shù)；

步驟3、采用隨機(jī)和啟發(fā)式的組合方式生成規(guī)模為初始種群；

步驟4、將初始種群與檔案合并，計(jì)算合并后種群中所有個體的適應(yīng)度值來評價該種群中的所有個體，確定決策層個體α、β、δ，并更新檔案；

步驟4、判斷是否達(dá)到算法終止條件，當(dāng)達(dá)到終止條件則轉(zhuǎn)入步驟8，否則轉(zhuǎn)入步驟6；

步驟6、對檔案中灰狼個體進(jìn)行劃分全局跟蹤和局部搜尋，通過相應(yīng)的操作后得到新的個體；

步驟7、將執(zhí)行跟蹤操作和搜尋操作新生成的個體合并生成新一代灰狼種群；然后轉(zhuǎn)步驟4，進(jìn)行下一次迭代；

步驟8、算法結(jié)束，輸出滿意解，通過滿意解得到水庫的閘門編碼及對應(yīng)的泄洪量編碼排序。