基于协调算法的灌区渠系实时配水方法技术

本发明专利技术公开了基于协调算法的灌区渠系实时配水方法，包括步骤1）根据灌区用水户的用水需求进行需水计划的上报；2）当灌区总水量＜用水户需水量总和时，建立实时配水调度模型；3）构建哈密顿函数求出各用水户分配水量的最优解；4）根据最优解，对各用水户所分配的流量和闸门开度进行调度。本发明专利技术提高水量调度的准确性和及时性，也提高了水资源的有效利用率。

Real-time water distribution method of canal system in irrigation area based on coordination algorithm

\u672c\u53d1\u660e\u516c\u5f00\u4e86\u57fa\u4e8e\u534f\u8c03\u7b97\u6cd5\u7684\u704c\u533a\u6e20\u7cfb\u5b9e\u65f6\u914d\u6c34\u65b9\u6cd5\uff0c\u5305\u62ec\u6b65\u9aa41\uff09\u6839\u636e\u704c\u533a\u7528\u6c34\u6237\u7684\u7528\u6c34\u9700\u6c42\u8fdb\u884c\u9700\u6c34\u8ba1\u5212\u7684\u4e0a\u62a5\uff1b2\uff09\u5f53\u704c\u533a\u603b\u6c34\u91cf\uff1c\u7528\u6c34\u6237\u9700\u6c34\u91cf\u603b\u548c\u65f6\uff0c\u5efa\u7acb\u5b9e\u65f6\u914d\u6c34\u8c03\u5ea6\u6a21\u578b\uff1b3\uff09\u6784\u5efa\u54c8\u5bc6\u987f\u51fd\u6570\u6c42\u51fa\u5404\u7528\u6c34\u6237\u5206\u914d\u6c34\u91cf\u7684\u6700\u4f18\u89e3\uff1b4\uff09\u6839\u636e\u6700\u4f18\u89e3\uff0c\u5bf9\u5404\u7528\u6c34\u6237\u6240\u5206\u914d\u7684\u6d41\u91cf\u548c\u95f8\u95e8\u5f00\u5ea6\u8fdb\u884c\u8c03\u5ea6\u3002 The invention improves the accuracy and timeliness of water scheduling, and improves the effective utilization rate of water resources.

【技术实现步骤摘要】
基于协调算法的灌区渠系实时配水方法
本专利技术涉及灌溉领域，具体涉及基于协调算法的灌区渠系实时配水方法。
技术介绍
灌区供水以农业灌溉用水为主，兼有生活供水、工业用水和生态补水，灌区渠系是由干渠、支渠、斗渠等输水渠道组成，向农田区域进行输水灌溉。传统的配水调度多数局限在经验调度的方式，未能解决实际配水流量及需水流量前提下的配水调度，容易造成水资源浪费、配水调度不及时等问题，主要体现在：凭经验进行配水调度，水量调度准确性较低，容易造成水资源浪费；假定条件下进行水资源的配水调度，不能结合实际的渠系水资源情况进行有效的调度，造成配水调度不及时；水资源有限时，无法有效的协调生活、生产及农业灌溉水资源的有效分配。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提出一种基于协调算法的灌区渠系实时配水方法，提高了配水调度的及时性，促进农业灌溉引水、生活供水、工业用水等方面的协调发展。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：基于协调算法的灌区渠系实时配水方法，包括以下步骤：步骤S1：根据灌区用水户的用水需求进行需水计划的上报，根据干、支、斗三级渠道水利用系数和田间水利用系数计算灌区用水户需水量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于协调算法的灌区渠系实时配水方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据灌区用水户的用水需求进行需水计划的上报，根据干、支、斗三级渠道水利用系数和田间水利用系数计算灌区用水户需水量，所述灌区用水户包括生活供水、农业灌溉配水和工业用水；步骤S2：当灌区总水量≥用水户需水量总和时，直接按照用水户需水量进行调配；步骤S3：当灌区总水量＜用水户需水量总和时，建立实时配水调度模型，所述配水调度模型的非线性离散时间系统状态方程如下：xi(k+1)＝fi(xi(k),ui(k),zi(k),k)xi(0)＝xi0其约束条件如下：

【技术特征摘要】
1.基于协调算法的灌区渠系实时配水方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据灌区用水户的用水需求进行需水计划的上报，根据干、支、斗三级渠道水利用系数和田间水利用系数计算灌区用水户需水量，所述灌区用水户包括生活供水、农业灌溉配水和工业用水；步骤S2：当灌区总水量≥用水户需水量总和时，直接按照用水户需水量进行调配；步骤S3：当灌区总水量＜用水户需水量总和时，建立实时配水调度模型，所述配水调度模型的非线性离散时间系统状态方程如下：xi(k+1)＝fi(xi(k),ui(k),zi(k),k)xi(0)＝xi0其约束条件如下：目标函数如下：其中，xi(0)是第i个用水户的初始流量状态，xi是ni维用水户的流量状态向量，ui是mi维用水户闸门开度向量，zi是各用水户之间的ri维相互影响向量，Hij为第i个用水户对所在渠系等级j的影响；k是用水户的时间状态量，Nf是未来某一时刻的时间状态量，N是用水户的数量，hi是用水户在Nf时刻状态下对干渠水量分配影响程度的关系函数，gi是用水户在k时刻状态下对支渠水量分配影响程度的关系函数；步骤S4：利用步骤S3构建的目标函数建立拉格朗日函数，在拉格朗日函数中引入共态变量，构建哈密顿函数求出各用水户分配水量的最优解；步骤S5：根据步骤S4得到的最优解，对各用水户所分配的流量和闸门开度进行调度，实现灌区实时配水调度。2.根据权利要求1所述的基于协调算法的灌区渠系实时配水方法，其特征在于，所述步骤S1中灌区用水户的需水量预测计算方法如下：农业灌溉配水需水量预测：其中，W支s为第s条支渠分水口的毛需水量，单位为m3；K'为第s条支渠下的斗渠数；ηk′-s为第s条支渠下第k'条斗渠分水口到第s条支渠分水口之间的渠道水利用系数；其中，W斗k′为第s条支渠下第k'条斗渠分水口的毛需水量，单位为m3；J为第k'条斗渠下的农渠数；ηj′-k′为第k'条斗渠下第j'条农渠分水口到第k'条斗渠分水口之间的渠道水利用系数；其中，W农j′为第k'条斗渠下第j'条农渠分水口的毛需水量，单位为m3；I为第j'条农渠灌溉的农田数量；Aji为第j'条农渠灌溉的第i'个农田面积，单位为亩；Mj′i′为第i'个农田面积的灌水定额，单位为m3/亩；η农j′为第j'条农渠的平均水利用系数，η田为田间水利用系数；生活供水需水量预测：其中，W活a为第a个水厂取水口的需水量，mab为第a个水厂取水口的第b个抄表流量，η活ab为第a个水厂取水口的第b个抄表流量计量系数；工业用水需水量预测：其中，W工c第c个工厂取水口的需水量，mcd为第c个工厂取水口的第d个抄表流量，η工cd为第c个工厂取水口的第d个抄表流量计量系数。3.根据权利要求1所述的基于协调算法的灌区渠系实时配水方法，其特征在于，所述步骤4具体为：将目标函数引入拉格朗日乘子向量λi,i＝1,2,…，N，将约束条件归入目标函数，构成拉格朗日函数,根据拉格朗日对偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：单森华，庄佳宝，徐能通，
申请(专利权)人：福建四创软件有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35