考虑发电制造技术

本发明专利技术提供了一种考虑发电

【技术实现步骤摘要】
考虑发电、生态流量和表面水温的水库调度方法及计算机


[0001]本专利技术涉及水库水环境管理
，特别是涉及一种考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法及计算机
。

技术介绍

[0002]水库建设在为社会经济发展提供大量电能的同时，也给生态环境带来了诸多负面影响
。
例如在水库调度过程中，会在汛期进行蓄水以提高发电量，但这使得汛期下游流量减小，如此不利于鱼类的洄游产卵，造成鱼类多样性显著降低，因此要求水库在进行发电调度时要满足最小的“生态流量”需求；同时水库蓄水还会造成库区夏季表面水温显著升高
、
垂向水温分层，使库区有毒蓝藻增多
、
深层水体缺氧
、
水质恶化等负面影响，对此，人们尝试探明水库水位和流量的变化对水温的影响，并尝试通过降低水位与增大下泄流量来减弱水温分层，从而缓解水温引发的环境问题，但这一定程度上也降低了发电量
。
[0003]由此可见水库发电量
、
生态流量
、
表面水温之间存在复杂的竞争协同关系，如何平衡水库发电量
、
生态流量
、
表面水温之间的关系，是促进水库建设可持续发展的重中之重；然而，目前并没有一种能够量化三者之间复杂竞争协同关系，综合考虑水库发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，平衡了水库调度中的发电量
、
生态流量和表面水温，促进了水库建设的可持续发展
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，所述水库调度方法包括以下步骤：
[0007]构建水库多目标优化调度模型；所述水库多目标优化调度模型包括最大水库发电量子目标函数
、
最大生态流量保证率子目标函数和最少高表面水温天数子目标函数；所述最大发电量子目标函数
、
所述最大生态流量保证率子目标函数和所述最少高表面水温天数子目标函数均为与水库调度规则中的待优化参数相关的函数
。
[0008]采用
NSGAII
多目标优化算法，求解所述水库多目标优化调度模型，得到所述待优化参数的最优值
。
[0009]基于所述待优化参数的最优值对水库进行调度控制
。
[0010]可选地，所述水库调度规则中包括降低出力区
、
标准出力区
、
第一加大出力区及第二加大出力区，每一区间对应一出力控制线，每一出力控制线对应一蓄水量基础水量
、
一蓄水量下调时刻
、
一蓄水量下调后的水量
、
一蓄水量上调时刻以及一出力系数；各所述出力控制线对应的蓄水量基础水量
、
蓄水量下调时刻
、
蓄水量下调后的水量
、
蓄水量上调时刻以及出力系数组成所述待优化参数
。
[0011]可选地，所述最大水库发电量子目标函数如下：
[0012][0013]P
t
＝
3600
×
(QG
t
/R)h
t
[0014]其中，
HB
为水库发电量，
P
t
为
t
月发电出力，
Δ
t1为
t
月的总发电小时数，
QG
t
为
t
月水库发电流量，
R
为水库发电耗水率，
h
t
为
t
月上下游水位差
。
[0015]可选地，
t
月发电出力计算公式如下：
[0016][0017]其中，
0<c1<1<c2<c3，
S
min
<S
t
<S
max
，
S
t
为
t
月月初蓄水量，
S
min
为水库允许最低库容，
S
max
为水库最大库容，
Zone1
为降低出力区，
Zone2
为标准出力区，
Zone3
为第一加大出力区，
Zone4
为第二加大出力区，
P
g
为水库发电保证出力
。
[0018]可选地，所述最大生态流量保证率子目标函数如下：
[0019][0020][0021]其中，
FR
为生态流量保证率，
a
和
b
分别为鱼类产卵季的起始月份和结束月份，
QR
t
为
t
月水库下泄流量，
QR
eco
为生态流量
。
[0022]可选地，所述最少高表面水温天数子目标函数如下：
[0023][0024]其中，
TD
为高表面水温天数，
D
为每年总天数，
SWT
d
为
d
日的表面水温；所述高表面水温天数为表面水温大于等于
25℃
的天数
。
[0025]可选地，所述水库调度方法还包括：
[0026]基于表面水温模拟模型计算水库表面水温；所述表面水温模拟模型根据气象数据
、
水文数据与水温的关系构建，所述水文数据包括入库流量
、
下泄流量以及水位
。
[0027]可选地，所述利用
NSGAII
多目标优化算法，求解所述水库多目标优化模型，具体包括：
[0028]生成包括若干个个体的初始种群；所述初始种群中，每一个体对应一组水库调度规则中的待优化参数
。
[0029]针对任一个体，计算得到每一个体对应的发电量
、
生态流量保证率和高表面水温天数
。
[0030]根据初始种群中各个体对应的发电量
、
生态流量保证率和高表面水温天数，对所
述初始种群进行非支配排序与拥挤度排序
。
[0031]将所述初始种群作为父代种群
。
[0032]对所述父代种群中的个体进行选择操作
、
交叉操作和变异操作，得到子代种群
。
[0033]将所述子代种群与所述父代种群进行合并，得到个体数为
2N
的复合种群<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，其特征在于，所述水库调度方法包括：构建水库多目标优化调度模型；所述水库多目标优化调度模型包括最大水库发电量子目标函数
、
最大生态流量保证率子目标函数和最少高表面水温天数子目标函数；所述最大发电量子目标函数
、
所述最大生态流量保证率子目标函数和所述最少高表面水温天数子目标函数均为与水库调度规则中的待优化参数相关的函数；采用
NSGAII
多目标优化算法，求解所述水库多目标优化调度模型，得到所述待优化参数的最优值；基于所述待优化参数的最优值对水库进行调度控制
。2.
根据权利要求1所述的考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，其特征在于，所述水库调度规则中包括降低出力区
、
标准出力区
、
第一加大出力区及第二加大出力区，每一区间对应一出力控制线，每一出力控制线对应一蓄水量基础水量
、
一蓄水量下调时刻
、
一蓄水量下调后的水量
、
一蓄水量上调时刻以及一出力系数；各所述出力控制线对应的蓄水量基础水量
、
蓄水量下调时刻
、
蓄水量下调后的水量
、
蓄水量上调时刻以及出力系数组成所述待优化参数
。3.
根据权利要求1所述的考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，其特征在于，所述最大水库发电量子目标函数如下：
P
t
＝
3600
×
(QG
t
/R)h
t
其中，
HB
为水库发电量，
P
t
为
t
月发电出力，
Δ
t1为
t
月的总发电小时数，
QG
t
为
t
月水库发电流量，
R
为水库发电耗水率，
h
t
为
t
月上下游水位差
。4.
根据权利要求3所述的考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，其特征在于，
t
月发电出力计算公式如下：其中，
0&lt;c1&lt;1&lt;c2&lt;c3，
S
min
&lt;S
t
&lt;S
max
，
S
t
为
t
月月初蓄水量，
S
min
为水库允许最低库容，
S
max
为水库最大库容，
Zone1
为降低出力区，
Zone2
为标准出力区，
Zone3
为第一加大出力区，
Zone4
为第二加大出力区，
P
g
为水库发电保证出力
。5.
根据权利要求1所述的考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，其特征在于，所述最大生态流量保证率子目标函数如下：于，所述最大生态流量保证率子目标函数如下：
其中，
FR
为生态流量保证率，
a
和
b
分别为鱼类产卵季的起始月份和结束月份，
QR
t
为
t
月水库下泄流量，
QR
eco
为生态流量
。6.
根据权利要求1所述的考虑发电
、
生态流量和表面水温的水库调度方法，其特征在于，所述最少高表面水温天数子目标函数如下：于，所述最少高表面水温天数子目标函数如下：其中，
TD
为高表面水温天数，
D<...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛卓航，王隆凡，徐博，张弛，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：