一种梯级水库调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种梯级水库调度方法及系统，所述方法包括：获取初选集合；计算每个水波的适应度值，确定适应度值的最大值；判断最大值是否小于预设值，若否，根据最大值对应的水波的位置确定梯度水库的最佳调度方法；若是，对每个水波进行传播处理，计算传播处理后的水波的适应度值；根据传播处理后的水波的适应度值更新初选集合，并记录初选集合的更新次数；计算更新后的初选集合中的每个水波的适应度值，得到更新后的适应度值最大值；判断所述更新次数是否小于迭代次数，若是，返回判断最大值是否小于预设值；若否，根据更新后的适应度值最大的水波的位置确定梯度水库的调度方法。本发明专利技术的梯级水库调度方法及系统，提高了水库调度的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种梯级水库调度方法及系统
本专利技术涉及水库调度领域，特别是涉及一种梯级水库调度方法及系统。
技术介绍
水库调度是指利用水库的调蓄能力对天然径流进行调节，也即是基于水利工程自身工况以及水文预报，在保障自身和上下游防洪安全的前提下，本着综合利用水资源的原则，通过水利枢纽的过水建筑物有目的的对来水进行蓄放，从而达到兴利、减灾的目的。迄今为止，水库调度主要经历了常规调度和优化调度两个阶段。常规调度主要是利用径流进行调节、水能计算的理论与方法，探索水库调度方式制定调度规程，以常规调度图或调度规则的形式以指导水库的运行管理。该方法简单直观，有一定的物理形成机制，但缺少对未来来水的考虑，较传统、保守，调度结果一般也只是可行解，而非最优解，无法满足人类对水资源综合需求，且难以处理多目标、多约束和复杂流域水库的调度问题。水库优化调度属多约束、非线性、多阶段组合优化问题。传统智能优化算法由于具有概念简单、易于实现、无需梯度信息、避免局部最优解等特点在水库优化调度中得到广泛应用，如量子粒子群优化算法，遗传算法，差分进化算法，鲸鱼优化算法，改进蚁群算法等，在水库优化调度中取得了一定的优化效果。但随着水库数量或决策变量维数的增加，在一定程度上存在着维数灾、早熟收敛或收敛不稳定、易陷入局部极值和算法复杂等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种梯级水库调度方法及系统，提高水库调度的准确率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种梯级水库调度方法，所述方法包括：获取初选集合，所述初选集合包括多个水波，所述水波包括水波的波高、水波的波长和水波的位置。每个所述水波的位置表示一种水库群的运行方案；计算每个所述水波的适应度值，确定适应度值的最大值；所述适应度值为所述水库群的最大发电量；判断所述最大值是否小于预设值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述最大值大于等于所述预设值，根据所述最大值对应的水波的位置确定所述梯度水库的最佳调度方法；若所述第一判断结果表示所述最大值小于所述预设值，对每个所述水波进行传播处理，并计算传播处理后的水波的适应度值；根据传播处理后的水波的适应度值更新所述初选集合，并记录所述初选集合的更新次数；计算更新后的所述初选集合中的每个水波的适应度值，得到更新后的适应度值最大值；判断所述更新次数是否小于迭代次数，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述更新次数小于所述迭代次数，返回判断所述最大值是否小于预设值；若所述第二判断结果表示所述更新次数大于或者等于所述迭代次数，根据更新后的适应度值最大的水波的位置确定所述梯度水库的调度方法。可选的，所述根据传播处理后的水波的适应度值更新所述初选集合，具体包括：判断所述传播处理后的水波的适应度值是否小于传播处理前的水波的适应度值；若是，将传播处理后的水波代替所述传播处理前的水波；若否，保留所述传播处理前的水波；更新当前水波的波长。可选的，在所述更新当前水波的波长之前，还包括：若所述传播处理后的水波的适应度值大于或等于传播处理前的水波的适应度的最大值，对传播处理后的水波进行碎浪处理。可选的，所述保留传播处理前的水波，具体包括：若所述传播处理后的水波的适应度值小于或者等于传播处理前的水波的适应度值，则对传播处理前的水波的波高减1，得到波高减1后的水波；判断所述波高减1后的水波的波高是否大于0，若是，保留所述波高减1后的水波；若否，则将所述波高减1后的水波进行折射处理，得到折射处理后的水波。可选的，在所述获取初选集合之前还包括：对每个水波进行编码：对于一个包含M个水电站、T个时段的梯级水库系统，每个水波的维度为D，这样，每个水波可用Xj(j＝1，2，…，N)表示，其中，D维空间中的位置可用一个M×N矩阵XM×N表示，分量xi,t表示第i个水电站第t时段的出力决策值，则每个水波个体代表水库群的一个运行方案。可选的，所述计算每个所述水波的适应度值，具体包括：根据适应度函数公式：计算每个所述水波的适应度值；其中，E为调度期内梯级总发电量，t为调度时期内时段编号，T为总时段数；i为站编号，n为梯级水电站总数，为第t时段第i个水电站的出力。可选的，所述计算每个所述水波的适应度值，还包括：根据水量平衡约束公式：计算每个所述水波的适应度值；其中，为第i个水库第t时段的发电引用流量，为第i个水库第t时段末的蓄水量，为第i个水库第t时段的区间入流，为第i个水库第t时段的弃水流量，为第t时段第i-1个水库的下泄流量，且本专利技术还提供了一种梯级水库调度系统，所述系统包括：初选集合获取模块，用于获取初选集合，所述初选集合包括多个水波，所述水波包括水波的波高、水波的波长和水波的位置，每个所述水波的位置表示一种水库群的运行方案；适应度值的最大值确定模块，用于计算每个所述水波的适应度值，确定适应度值的最大值；所述适应度值为所述水库群的最大发电量；第一结果判断模块，用于判断所述最大值是否小于预设值，得到第一判断结果；第一最佳调度方法确定模块，用于若所述第一判断结果表示所述最大值大于等于所述预设值，根据所述最大值对应的水波的位置确定所述梯度水库的最佳调度方法；传播处理后的水波的适应度值计算模块，用于若所述第一判断结果表示所述最大值小于所述预设值，对每个所述水波进行传播处理，并计算传播处理后的水波的适应度值；初选集合更新和更新次数记录模块，用于根据传播处理后的水波的适应度值更新所述初选集合，并记录所述初选集合的更新次数；更新后的适应度值最大值确定模块，用于计算更新后的所述初选集合中的每个水波的适应度值，确定更新后的适应度值最大值；第二结果判断模块，用于判断所述更新次数是否小于迭代次数，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述更新次数小于所述迭代次数，返回判断所述最大值是否小于预设值；若所述第二判断结果表示所述更新次数大于或者等于所述迭代次数，根据更新后的适应度值最大的水波的位置确定所述梯度水库的最佳调度方法。可选的，所述系统还包括：传播处理后的水波碎浪处理模块，用于若所述传播处理后的水波的适应度值大于或等于传播处理前的水波的适应度的最大值，对传播处理后的水波进行碎浪处理。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的一种梯级水库调度方法及系统，每个水波的位置可以采用编码表示，采用水波算法对梯级水库进行优选，以使发电量最大。本专利技术执行水波算法的传播、折射、碎浪操作，寻优能力强，计算复杂度低，计算速度快，收敛速度快，能够进行全局搜索，有跳出局部最优解的能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的梯级水库调度方法的流程图；图2为本专利技术的梯级水库调度系统的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种梯级水库本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯级水库调度方法，其特征在于，所述方法包括：获取初选集合，所述初选集合包括多个水波，所述水波包括水波的波高、水波的波长和水波的位置，每个所述水波的位置表示一种水库群的运行方案；计算每个所述水波的适应度值，确定适应度值的最大值；所述适应度值为所述水库群的最大发电量；判断所述最大值是否小于预设值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述最大值大于等于所述预设值，根据所述最大值对应的水波的位置确定所述梯度水库的最佳调度方法；若所述第一判断结果表示所述最大值小于所述预设值，对每个所述水波进行传播处理，并计算传播处理后的水波的适应度值；根据传播处理后的水波的适应度值更新所述初选集合，并记录所述初选集合的更新次数；计算更新后的所述初选集合中的每个水波的适应度值，得到更新后的适应度值最大值；判断所述更新次数是否小于迭代次数，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述更新次数小于所述迭代次数，返回判断所述最大值是否小于预设值；若所述第二判断结果表示所述更新次数大于或者等于所述迭代次数，根据更新后的适应度值最大的水波的位置确定所述梯度水库的调度方法。

【技术特征摘要】
1.一种梯级水库调度方法，其特征在于，所述方法包括：获取初选集合，所述初选集合包括多个水波，所述水波包括水波的波高、水波的波长和水波的位置，每个所述水波的位置表示一种水库群的运行方案；计算每个所述水波的适应度值，确定适应度值的最大值；所述适应度值为所述水库群的最大发电量；判断所述最大值是否小于预设值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述最大值大于等于所述预设值，根据所述最大值对应的水波的位置确定所述梯度水库的最佳调度方法；若所述第一判断结果表示所述最大值小于所述预设值，对每个所述水波进行传播处理，并计算传播处理后的水波的适应度值；根据传播处理后的水波的适应度值更新所述初选集合，并记录所述初选集合的更新次数；计算更新后的所述初选集合中的每个水波的适应度值，得到更新后的适应度值最大值；判断所述更新次数是否小于迭代次数，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述更新次数小于所述迭代次数，返回判断所述最大值是否小于预设值；若所述第二判断结果表示所述更新次数大于或者等于所述迭代次数，根据更新后的适应度值最大的水波的位置确定所述梯度水库的调度方法。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据传播处理后的水波的适应度值更新所述初选集合，具体包括：判断所述传播处理后的水波的适应度值是否小于传播处理前的水波的适应度值；若是，将传播处理后的水波代替所述传播处理前的水波；若否，保留所述传播处理前的水波；更新当前水波的波长。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述更新当前水波的波长之前，还包括：若所述传播处理后的水波的适应度值大于或等于传播处理前的水波的适应度的最大值，对传播处理后的水波进行碎浪处理。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述保留传播处理前的水波，具体包括：若所述传播处理后的水波的适应度值小于或者等于传播处理前的水波的适应度值，则对传播处理前的水波的波高减1，得到波高减1后的水波；判断所述波高减1后的水波的波高是否大于0，若是，保留所述波高减1后的水波；若否，则将所述波高减1后的水波进行折射处理，得到折射处理后的水波。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取初选集合之前还包括：对每个水波进行编码：对于一个包含M个水电站、T个时段的梯级水库群，每个水波的维度为D，这样，每个水波可用Xj(j＝1，2，…，N)表示，其中，D维空间中的位置可用一个M×N矩阵XM×N表示，分量xi,t表示第i个...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶志伟，陈凤，王春枝，苏军，顾巍，陈宏伟，金灿，孙爽，郑逍，孙一恒，曹倩倩，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42