【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水库优化调度方法领域，特别涉及一种耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度方法及系统。
技术介绍
1、水资源综合开发与利用一直是水资源管理研究领域国际学术前沿和水资源可持续发展的重要战略方向，进入新世纪以来，随着水电能源的持续快速大规模开发，我国已形成一大批流域巨型梯级水库群，对水资源高效利用发挥着越来越重要的作用。目前，中国水电能源开发与利用已进入了由规划建设到管理运行的关键转型期，开展水库优化调度理论与方法相关研究能够在不扩大水利工程规模的前提下显著提升水库兴利效益。但随着优化调度目标的不断增加，水库操作个数不断增加，这势必也对面临全新机遇的水资源综合管理部门提出了更高的要求与挑战。
2、考虑流域未来降雨径流等综合水文信息，再据之进行可靠且精细的水库蓄、放水操作，可有效提高水资源利用效率。然而，梯级水库优化调度往往是在难以准确预测未来水库径流情况下进行的，径流变化比较复杂，很难准确描述水库的径流过程。传统的梯级水库优化调度一方面简化了水库入库径流预报模型结构，忽略了水文预报的不确定性，另一方面局限于传统单调度目标优化求解，这种方法往往不符合工程实际，难以被水库调度单位采用。公开号cn 104268653a的中国专利《基于集束径流预报的梯级水库优化调度方法》提出了一种考虑概率径流预报信息的梯级水库单目标优化调度方法，该方法考虑了预报径流的不确定性，但是仅以水库的发电量期望值最大为目标，采用动态规划方法求解，可采纳性不强，不符合水库多目标优化调度的科学实际。如何将水文集合预报产品与多目标优化调度决策有机结合，方
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种耦合集合预报信息的梯级水库多目标优化调度方法、系统及存储介质，科学合理，贴近工程实际，可为水库实际短期运行调度提供重要且可操作性强的参考依据。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、第一方面，本申请实施例提供一种耦合集合预报信息的梯级水库多目标优化调度方法，包括以下步骤：
4、步骤1，采集流域水文资料数据；
5、步骤2，采用人工智能方法获得梯级水库中各水库不同预见期情况下的入库径流预报值；
6、步骤3，确定梯级水库联合运行调度的优化目标，并设置水库调度约束条件，建立水库调度模型；
7、步骤4，基于集合径流预报信息和梯级水库优化调度模型，采用高斯径向基函数构建耦合集合径流预报信息的水库多目标调度规则，采用多目标智能优化方法寻优求解，得最终梯级水库短期优化调度方案。
8、所述步骤2的实现方式如下，
9、将梯级水库按水库地理分布位置划分为若干个子流域，对每个子流域分别建立三层长短期记忆神经网络lstm模型，利用历史观测降水，气温，风速气象数据和历史相关径流数据作为输入，当前时刻观测径流作为输出，将水文资料划分为率定期，验证期以及测试期，训练优化得到能反映当前子流域水文径流规律的黑箱模型。
10、所述步骤3包括：
11、以梯级水库防洪风险fcr以及发电脆弱度pgr最小为目标函数，其数学表达式为：
12、 ，
13、 ，
14、其中，和分别为梯级水库第时刻防洪风险和发电脆弱度；
15、为第水库时刻水库库容；
16、和分别为第水库正常蓄水位库容和防洪汛限水位库容；
17、为第水库时刻机组出力，，为水库的出力系数，为水库第时刻的发电流量，为水库第时刻的平均发电水头；
18、和分别为第水库机组出力上限和下限；
19、y为调度期内年份数目；
20、t为每年研究时段数；
21、m为梯级水库个数。
22、所述步骤4包括：
23、选用耦合集合径流预报信息的高斯径向基函数构建水库多目标调度规则，其数学表达式如下所示：
24、，
25、式中，和分别表示第一天、第二天和第天预报流量信息；和分别代表不同预报时段的径向基函数个数，和分别对应第一天预报信息的第个径向基函数和其权重；和和同理；为传统不考虑集合预报信息的高斯径向基函数调度规则，通常以水库当前库容状态、实时入库流量以及相应时段作为输入，u为其径向基函数个数，每一个径向基函数表达式为：
26、，
27、式中，e为输入向量元组个数；和对应第个径向基函数中心和半径矩。
28、第二方面，本申请实施例提供一种耦合集合预报信息的梯级水库多目标优化调度系统，包括数据集成模块、径流预报模型训练模块、水库调度模型建立模块以及模型求解模块，
29、所述数据集成模块用以采集流域水文资料数据；
30、所述径流预报模型训练模块采用人工智能方法获得梯级水库中各水库不同预见期情况下的入库径流预报值；
31、所述水库调度模型建立模块确定梯级水库联合运行调度的优化目标，并设置水库调度约束条件，建立水库调度模型；
32、所述模型求解模块基于集合径流预报信息和梯级水库优化调度模型，采用高斯径向基函数构建耦合集合径流预报信息的水库多目标调度规则，采用多目标智能优化方法寻优求解，得最终梯级水库短期优化调度方案。
33、第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上所述的耦合集合预报信息的梯级水库多目标优化调度方法的步骤。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
35、1、科学合理、贴近工程实际：
36、本专利技术采用先进的人工智能技术，可及时捕捉上游水库调度等复杂人类活动影响，利用气象机构发布的集合降雨预报产品，准确刻画下游梯级水库的入库预报径流的不确定性，从而为服务于梯级水库科学预报调度提供一定可能性。
37、2、可为水库调度提供重要且可操作性强的参考依据：
38、充分利用梯级水库集合径流预报（esp）信息，巧妙构造耦合集合径流预报信息的梯级水库多目标调度规则，利用智能优化算法寻找同时满足防洪风险率与发电脆弱度最小的优化最优解，可保证在不增加梯级水库防洪风险的前提下，最大限度地提高水库的发电效益，适宜在梯级水库或水库群洪水资源化调度中进一步推广应用。
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1.一种耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度方法，其特征在于，所述步骤4包括：
3.一种耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度系统，用以实现权利要求1或2的方法，其特征在于，包括数据集成模块、径流预报模型训练模块、水库调度模型建立模块以及模型求解模块，
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如权利要求1或2任一项所述的耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度方法，其特征在于，所述步骤4包括：
3.一种耦合集合预报的梯级水库多目标优化调度系统，用以实现权利要求1或2的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：何绍坤，陈柯兵，李娜，曹辉，翟少军，任玉峰，朱玲玲，袁晶，董炳江，何衍杭，孙思瑞，牛庚，李圣伟，肖潇，杨成刚，李思璇，李昶，
申请(专利权)人：长江水利委员会水文局，
类型：发明
国别省市：
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