[發(fā)明專利]一種考慮輸水間歇的輸水系統(tǒng)水量調(diào)度方案編制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310745222.5
• 申請日: 2023-06-25
• 公開（公告）號: CN116485163B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王超;夏浩順;黃富佳;祁潔;賈璐;陸軼群;吳志峰;陸克一;孫嘉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學研究院;江蘇大學;南水北調(diào)東線江蘇水源有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/04;G06N3/126;G06Q50/06
• 代理公司: 浙江素豪律師事務(wù)所 33248
• 代理人: 胡文成

1.一種考慮輸水間歇的輸水系統(tǒng)水量調(diào)度方案編制方法，其特征在于：包括，

S1，將調(diào)度期劃分為n個調(diào)度時段，n為大于1的自然數(shù)，并將每個調(diào)度時段按時間順序依次劃分為前間歇期、連續(xù)期和后間歇期，在調(diào)度時段內(nèi)的前間歇期和后間歇期內(nèi)輸水系統(tǒng)不輸水而在連續(xù)期內(nèi)輸水；

S2，以每一個調(diào)度時段內(nèi)連續(xù)期的開始時間、結(jié)束時間、輸水系統(tǒng)的平均輸水流量為決策變量構(gòu)建決策空間，其中，連續(xù)期的開始時間的取值范圍為對應(yīng)調(diào)度時段的起始時間節(jié)點至末時間節(jié)點之間的時段，連續(xù)期的結(jié)束時間的取值范圍為對應(yīng)調(diào)度時段的開始時間至末時間節(jié)點之間的時段，輸水系統(tǒng)的平均輸水流量的范圍為零至該輸水系統(tǒng)的輸水上限；

S3，構(gòu)建考慮輸水間歇特性的水量調(diào)度時間違反值計算模型：

兩個相鄰調(diào)度時段中，將在前調(diào)度時段的前間歇期、連續(xù)期、后間歇期分別定義為、、，將在后調(diào)度時段的前間歇期、連續(xù)期、后間歇期分別定義為、、，其中i表示調(diào)度時段序號，則：

當且，或，且，或，且時，

，式中，為調(diào)度期內(nèi)總的間歇期時長下限違反值，為重復(fù)計入的間歇期時間，為連續(xù)不輸水時長下限；

當和均為0，且，和不同時為0時，

，式中，為調(diào)度期內(nèi)總的連續(xù)輸水期時長上限違反值，所述連續(xù)輸水期為調(diào)度期內(nèi)連續(xù)的輸水時段，為重復(fù)計入的連續(xù)期時間，為連續(xù)輸水時長上限；

為調(diào)度期內(nèi)時間違反值，、分別為和的權(quán)重因子；

S4，構(gòu)建輸水系統(tǒng)水量調(diào)度目標函數(shù)：

式中，為調(diào)度期內(nèi)最小時間違反值，為調(diào)度期內(nèi)最小的供水量任務(wù)違反值，為調(diào)度期內(nèi)實際供水量，為調(diào)度期內(nèi)供水任務(wù)，為調(diào)度期內(nèi)最小的輸水系統(tǒng)運行成本，為調(diào)度期內(nèi)調(diào)度時段內(nèi)的輸水系統(tǒng)總運行成本，n為調(diào)度期內(nèi)調(diào)度時段總數(shù)；

約束條件：

輸水系統(tǒng)的輸水能力約束：

式中，為第j渠段的輸水流量，為第j渠段的輸水能力；

梯級泵站的輸水能力約束：?

式中，為第k座泵站的輸水流量，為第k座泵站的輸水能力；

輸水系統(tǒng)的水量平衡：

式中，表示第j渠段的入流流量，為第j渠段的損失流量，為第j渠段的出流流量；

S5，根據(jù)水量調(diào)度目標函數(shù)采用差分進化算法求解調(diào)度期內(nèi)最優(yōu)的各調(diào)度時段決策變量，即求解最優(yōu)的各調(diào)度時段的連續(xù)期開始時間、結(jié)束時間以及輸水系統(tǒng)的平均輸水流量，從而形成輸水系統(tǒng)的水量調(diào)度方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮輸水間歇的輸水系統(tǒng)水量調(diào)度方案編制方法，其特征在于：所述S5包括如下步驟：

S51，隨機生成決策變量的初始解并根據(jù)種群規(guī)模構(gòu)建初始化種群，計算初始化種群中個體的時間違反值、供水量任務(wù)違反值、輸水系統(tǒng)總運行成本；

S52，通過差分進化算法的種群更新機制不斷通過變異、交叉、選擇操作生成新個體，并計算新個體的、、值；

S53，將新個體加入上一代種群，按分層思想逐一對、、進行排序，即對初始化種群中的個體先按值大小進行排序，如果存在值相同的個體，則對值相同的個體再按值大小進行排序，如果存在值相同的個體，則對值相同的個體再按值大小進行排序，并生成個體的適應(yīng)度值，淘汰適應(yīng)度相對大的個體以生成新一代種群；

S54，判斷種群代數(shù)是否達到種群終止代數(shù)，若是，則執(zhí)行S55，若否，則返回執(zhí)行S52；

S55，從最新一代種群中選取適應(yīng)度最小的個體作為最優(yōu)個體，最優(yōu)個體記錄的每個調(diào)度時段的連續(xù)期開始時間、結(jié)束時間及輸水系統(tǒng)平均輸水量即為輸水系統(tǒng)的水量調(diào)度方案。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮輸水間歇的輸水系統(tǒng)水量調(diào)度方案編制方法，其特征在于：所述步驟S4中調(diào)度期內(nèi)第i調(diào)度時段內(nèi)的輸水系統(tǒng)總運行成本的計算方式如下：

上式中，表示輸水系統(tǒng)中第k個泵站在第i調(diào)度時段內(nèi)總的運行成本，G表示輸水系統(tǒng)中的泵站個數(shù)，、、分別表示第k個泵站在第i調(diào)度時段的運行成本、額外成本、撈草成本，表示第k個泵站在第i調(diào)度時段的平均抽調(diào)流量，表示第k個泵站在泵站揚程為時泵站的歷史平均能源單耗，為泵站預(yù)估揚程，為第k個泵站的電價，表示第k個泵站抽調(diào)單方水產(chǎn)生的額外費用，表示第k個泵站的平均撈草成本，為第i調(diào)度時段的時長。