考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法及系统，通过收集流域各水库的特征曲线、特征水位数据、电站基础数据，确定各水库调度过程约束条件，选取流域内水库群发电量最大以及水库泥沙淤积量最小为调度目标，建立流域水库群水沙联合优化调度模型；将水库历史径流、含沙量数据处理至旬尺度，作为调度模型的输入情景；并采用离散微分动态规划方法求解调度模型，从而得到水库群水沙联合优化调度方案。本发明专利技术考虑了泥沙冲淤、防洪、防凌、发电、供水等多重目标以及调度时期内目标权重系数的适用性变化，引入排沙比刻画水库群泥沙冲淤量，为流域水沙调度提供了一种新的思路和方法，并且能够提高调度过程可靠性和调度结果综合效益。

【技术实现步骤摘要】
考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法及系统
本专利技术属于水库水沙调度领域，更具体地，涉及一种考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法及系统。
技术介绍
流域水库群调度一直是研究的难点和热点，对于需要考虑泥沙冲淤问题的多沙河流，由于泥沙冲淤计算的复杂性，水库群的调度问题影响因素增加，且调度目标更加多元化、复杂化，亟待在方法和思路上进行突破和创新。针对多沙河流的泥沙调度问题，现有方法可以分为单目标调度和多目标调度问题，单目标调度以调度时期内输沙量最大、水库有效库容最大、淤损库容最小等为调度目标，由于仅考虑单个目标，往往存在综合效益不佳的问题；多目标调度除泥沙减淤目标外还将考虑防洪、发电、供水以及防凌等多重目标，从而提高了调度过程可靠性和调度结果综合效益。但由于多目标调度问题最优解求解的复杂性，现有研究一般有以下解决思路，通过智能算法获取使各调度目标均较优的非劣解集合，并在集合中寻找决策者满意的最优解，在调度结果有较多非劣解的情况下，对调度过程的决策不利；此外，还有学者将部分目标设置为约束条件，仅以单个目标作为寻优准则，或采用线性加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)收集流域各水库的特征曲线，包括库水位-库容曲线、下游水位-下泄流量曲线、库水位-下泄能力曲线；收集特征水位数据，包括正常蓄水位、汛限水位、死水位；收集电站基础数据，包括水电站装机容量、保证出力；/n(2)基于步骤(1)中收集的曲线和数据，确定各水库调度过程约束条件，选取流域内水库群发电量最大以及水库泥沙淤积量最小为调度目标，建立不同调度时段的流域水库群水沙联合优化调度模型；/n(3)采集各水库上游水库历史入库流量和含沙量、以及上下游水库区间流量、含沙量，并将采集到的数据处理至旬尺度，以作为所述流域水库群水沙...

【技术特征摘要】
1.一种考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)收集流域各水库的特征曲线，包括库水位-库容曲线、下游水位-下泄流量曲线、库水位-下泄能力曲线；收集特征水位数据，包括正常蓄水位、汛限水位、死水位；收集电站基础数据，包括水电站装机容量、保证出力；
(2)基于步骤(1)中收集的曲线和数据，确定各水库调度过程约束条件，选取流域内水库群发电量最大以及水库泥沙淤积量最小为调度目标，建立不同调度时段的流域水库群水沙联合优化调度模型；
(3)采集各水库上游水库历史入库流量和含沙量、以及上下游水库区间流量、含沙量，并将采集到的数据处理至旬尺度，以作为所述流域水库群水沙联合优化调度模型输入情景；采用离散微分动态规划方法求解所述流域水库群水沙联合优化调度模型，得到水库群水沙联合优化调度方案。


2.如权利要求1所述的一种考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法，其特征在于，所述步骤(2)中，约束条件包括水位边界、下泄流量边界、出力边界。


3.如权利要求1所述的一种考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法，其特征在于，所述流域水库群水沙联合优化调度模型表示为：












其中，F为调度目标；R为参与调度的水库数；T为调度时段数；Δt为单个时段的长度；Nij为水库i在时段j的出力；ΔYij为水库i在时段j内的单位时间水库泥沙淤积量；Ai为水库i的出力系数；Hij为水库i在时段j的发电水头；为水库i在时段j的发电流量；为水库i在时段j的入库流量；为水库i在时段j的入库含沙量；λij为水库i在时段j的入库沙量的淤积比，1-λij为排沙比；xij为计算淤积比经验公式中的变量；Vij和Vi,j+1为水库i在时段j的初始和末尾库容；为水库i在时段j的下泄流量；αiN为发电量目标系数，αiΔY为泥沙冲淤量系数，αiΔY,1分为汛期泥沙冲淤量系数，αiΔY,2为非汛期泥沙冲淤量系数；β1、β2、β3、β4、β5、β6均为已知量；T'表示汛期调度时段数。


4.如权利要求3所述的一种考虑分期多目标函数的水库群水沙优化调度方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下子步骤：
(31)设置所述模型运行初始条件，包括水库运行数量、各水库泥沙初始淤积量、调度周期时段数、单个时段步长以及时段水位离散步长；
(32)将各水库上游水库历史入库流量和含沙量、以及上下游水库历史区间流量、含沙量的旬尺度数据输入所述模型中，利用动态规划方法生成初始解；
(33)基于步骤(32)生成的初始解，采用离散微分动态规划方法求解所述模型，得到水库群水沙联合优化调度方案。


5.一种考虑分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈璐，钟文杰，王党伟，邓安军，张寒松，杨鑫，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11