一种混联输水系统中长期水量调度方案编制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种混联输水系统中长期水量调度方案编制方法，该方法将复杂的输水系统解耦为由多个并联的子线路构成的输水系统，并将输水系统的输水能力解构为多线路的输水能力之和，剖析子线路成本核算方式，量化为子线路平均输水流量

【技术实现步骤摘要】
一种混联输水系统中长期水量调度方案编制方法


[0001]本专利技术涉及水资源调度
，尤其涉及一种混联输水系统中长期水量调度方案编制方法。

技术介绍

[0002]中长期水量调度方案编制是调水工程开展中长期水量调度的重要工作之一，但由于输水系统往往存在多线路多梯级泵站混联的情况，调度对象繁杂，成本核算难，导致编制相应的中长期水量调度方案面临着低效且不准的风险，难以满足调度需求。虽然，现有技术中有学者提出了中长期模拟调度模型、中长期模拟优化耦合调度模型，虽然中长期模拟调度模型考虑输水系统的水量要素机理特性，但存在应对复杂输水系统计算缓慢的问题，而中长期模拟优化耦合调度模型在高维、非凸、非线性的复杂输水系统中应用效果难以保证，除此，利用现有技术中的调度模型编制的中长期调度方案对调度成本考虑不够充分，经济性不好。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种混联输水系统中长期水量调度方案编制方法，采用该方法编制中长期水量调度方案的效率高，且编制的中长期水量调度方案经济性好、准确度高。
[0004]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种混联输水系统中长期水量调度方案编制方法，包括，S1，将混联输水系统解耦为由L条子线路并联的输水系统，其中L为大于等于2的自然数，并计算各子线路的输水能力，对各子线路的输水能力求和得到输水系统的输水能力；S2，根据子线路上各个泵站的运行成本与泵站抽调流量的关系绘制子线路平均输水流量
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平均运行成本曲线；S3，在0至输水系统输水能力之间按设定步长值获取不同的输水系统平均输水流量，离散输水系统平均输水流量为随机各子线路的平均输水流量的组合，选择各子线路平均输水流量不同组合下各子线路总的平均运行成本最小的组合作为对应输水系统平均输水流量的最小平均运行成本，据此绘制输水系统平均输水流量
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最小平均运行成本曲线；S4，将水量计划分解为不同的输水系统平均输水流量和输水时间的组合，根据分解的输水系统平均输水流量查询输水系统的平均输水流量
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最小平均运行成本曲线得到对应的最小平均运行成本，再由得到的最小平均运行成本乘以输水时间得到相应输水系统平均输水流量的输水系统最小运行成本，选择各输水系统平均输水流量和输水时间组合下的不同输水系统最小运行成本的最小值作为对应水量计划的最小总运行成本，通过设置不同的水量计划值即可绘制输水系统平均输水流量
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水量计划
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最小总运行成本三维曲线；S5，根据中长期水量调度计划，查询输水系统平均输水流量
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水量计划
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最小总运行成本三维曲线，获取输水系统最小总运行成本及输水系统平均输水流量，并根据中长期
水量调度计划和输水系统平均输水流量确定输水系统输水时间；S6，根据S5中的输水系统平均输水流量，查询输水系统平均输水流量
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最小平均运行成本曲线，确定输水系统最小平均运行成本对应的各子线路平均输水流量组合；S7，根据确定的各子线路平均输水流量和水量平衡方程确定各子线路内部各梯级泵站的抽调流量；S8，根据各子线路内部各梯级泵站的抽调流量及S5中的输水系统输水时间即可得到中长期水量调度计划的调度方案。
[0005]进一步的，所述S1中计算各子线路的输水能力具体包括如下步骤，S11，判断子线路的梯级泵站是否为1个，若是，则以梯级泵站的设计抽调流量上限作为最下游梯级泵站的抽调流量上限，若否，则定义，子线路的梯级泵站数量为N，N为大于等于2的自然数，i的取值范围为1到N
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1之间的自然数，以i=1为初始值执行S12；S12，以子线路最上游的第i个梯级泵站的抽调流量上限为初始值根据水量平衡方程推求第i+1个梯级泵站的计算抽调流量上限，其中当i=1时，第i个梯级泵站的抽调流量上限为子线路最上游梯级泵站的设计抽调流量上限；S13，判断第i+1个梯级泵站是否为最下游梯级泵站，若是，则执行S14，若否，则执行S15；S14，若第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限大于计算抽调流量上限，则以第i+1个梯级泵站的计算抽调流量上限作为最下游梯级泵站的抽调流量上限，若第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限小于等于计算抽调流量上限，则以第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限作为最下游梯级泵站的抽调流量上限；再以确定的最下游梯级泵站的抽调流量上限作为子线路的输水能力；S15，若第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限大于计算抽调流量上限，则以第i+1个梯级泵站的计算抽调流量上限作为第i+1个梯级泵站的抽调流量上限，执行i++并返回执行S12，若第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限小于等于计算抽调流量上限，则以第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限作为第i+1个梯级泵站的抽调流量上限，执行i++并返回S12。
[0006]进一步的，所述S2具体包括如下步骤，S21，计算子线路中第j个梯级泵站的用电成本，其中j为大于等于1的自然数，如下式：式中，为子线路中第j个梯级泵站在t时段的用电成本，为第j个梯级泵站在t时段的平均抽调流量，t为第j个梯级泵站运行时间，为第j个梯级泵站在泵站扬程为时的平均能源单耗，为第j个梯级泵站预估扬程，为第j个泵站的电价；S22，计算子线路中第j个梯级泵站的抽水额外成本，其中j为大于等于1的自然数，如下式：式中，为子线路中第j个梯级泵站在t时段的额外成本，为第j个梯级泵站在t时段的平均抽调流量，t为第j个梯级泵站运行时间，为第j个梯级泵站抽调单
位数量的水产生的额外费用；S23，计算子线路中第j个梯级泵站的捞草成本，其中j为大于等于1的自然数，如下式：式中，为子线路中第j个梯级泵站在t时段的捞草成本，t为第j个梯级泵站运行时间，为第j个梯级泵站的单位时间捞草成本；S24，计算子线路中第j个梯级泵站的平均运行成本，如下式：式中，为子线路第j个梯级泵站的平均运行成本；S25，计算子线路总的平均运行成本，如下式：式中，为子线路的总的平均运行成本，R为子线路的梯级泵站数量；S26，以子线路最下游梯级泵站的平均抽调流量作为子线路的输水流量，计算子线路各梯级泵站的平均运行成本，然后对各梯级泵站的平均运行成本求和得到子线路的总的平均运行成本，从而得到子线路总的平均运行成本与子线路的平均抽调流量的函数关系，如下式：式中，为子线路在平均输水流量为时的子线路平均运行成本；然后据此绘制子线路平均输水流量
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平均运行成本曲线。
[0007]进一步的，所述S3具体包括如下步骤，S31，在0至输水系统输水能力之间按设定步长值获取不同的输水系统平均输水流量Q；S32，离散输水系统平均输水流量Q为随机各子线路的平均输水流量的组合，计算输水系统平均输水流量为Q时的输水系统平均运行成本，如下式：，其中，式中，为输水系统平均输水流量为Q时的平均运行成本，为第k条子线路平均输水流量为时的平均运行成本，的取值范围为0到第k条子线路的输水能力之间，为输水系统的输水能力，L为子线路的总数量；S33，将在取值范围内按步长q进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混联输水系统中长期水量调度方案编制方法，其特征在于：包括，S1，将混联输水系统解耦为由L条子线路并联的输水系统，其中L为大于等于2的自然数，并计算各子线路的输水能力，对各子线路的输水能力求和得到输水系统的输水能力；S2，根据子线路上各个泵站的运行成本与泵站抽调流量的关系绘制子线路平均输水流量
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平均运行成本曲线；S3，在0至输水系统输水能力之间按设定步长值获取不同的输水系统平均输水流量，离散输水系统平均输水流量为随机各子线路的平均输水流量的组合，选择各子线路平均输水流量不同组合下各子线路总的平均运行成本最小的组合作为对应输水系统平均输水流量的最小平均运行成本，据此绘制输水系统平均输水流量
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最小平均运行成本曲线；S4，将水量计划分解为不同的输水系统平均输水流量和输水时间的组合，根据分解的输水系统平均输水流量查询输水系统的平均输水流量
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最小平均运行成本曲线得到对应的最小平均运行成本，再由得到的最小平均运行成本乘以输水时间得到相应输水系统平均输水流量的输水系统最小运行成本，选择各输水系统平均输水流量和输水时间组合下的不同输水系统最小运行成本的最小值作为对应水量计划的最小总运行成本，通过设置不同的水量计划值即可绘制输水系统平均输水流量
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水量计划
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最小总运行成本三维曲线；S5，根据中长期水量调度计划，查询输水系统平均输水流量
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水量计划
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最小总运行成本三维曲线，获取输水系统最小总运行成本及输水系统平均输水流量，并根据中长期水量调度计划和输水系统平均输水流量确定输水系统输水时间；S6，根据S5中的输水系统平均输水流量，查询输水系统平均输水流量
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最小平均运行成本曲线，确定输水系统最小平均运行成本对应的各子线路平均输水流量组合；S7，根据确定的各子线路平均输水流量和水量平衡方程确定各子线路内部各梯级泵站的抽调流量；S8，根据各子线路内部各梯级泵站的抽调流量及S5中的输水系统输水时间即可得到中长期水量调度计划的调度方案。2.根据权利要求1所述的混联输水系统中长期水量调度方案编制方法，其特征在于：所述S1中计算各子线路的输水能力具体包括如下步骤，S11，判断子线路的梯级泵站是否为1个，若是，则以梯级泵站的设计抽调流量上限作为最下游梯级泵站的抽调流量上限，若否，则定义，子线路的梯级泵站数量为N，N为大于等于2的自然数，i的取值范围为1到N
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1之间的自然数，以i=1为初始值执行S12；S12，以子线路最上游的第i个梯级泵站的抽调流量上限为初始值根据水量平衡方程推求第i+1个梯级泵站的计算抽调流量上限，其中当i=1时，第i个梯级泵站的抽调流量上限为子线路最上游梯级泵站的设计抽调流量上限；S13，判断第i+1个梯级泵站是否为最下游梯级泵站，若是，则执行S14，若否，则执行S15；S14，若第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限大于计算抽调流量上限，则以第i+1个梯级泵站的计算抽调流量上限作为最下游梯级泵站的抽调流量上限，若第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限小于等于计算抽调流量上限，则以第i+1个梯级泵站的设计抽调流量上限作为最下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，夏浩顺，孙涛，周晨露，夏臣智，游旭晨，范林皓，王怡波，
申请(专利权)人：江苏大学南水北调东线江苏水源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：