【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水电站供需平衡分析，具体涉及一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统。
技术介绍
1、生态放流指通过水体管理的方式，有目的地释放水，以维护或改善下游生态环境。生态放流通常涉及考虑到鱼类迁徙、水生植物的生存、水质等方面的因素。水电站中生态放流管用于控制流量，确保在下游流量不足时，释放足够的水量，以满足下游水生生物的需求，维持水体生态平衡。
2、传统技术中生态放流管的控制主要依靠专业的人员对下游的生物和水质进行监测，然后人工分析下游区域的需求，根据需求控制生态放流管阀门开度，从而向下游供水，但这种控制方式需要大量的人工成本，同时也过度依赖工作人员的工作经验，无法保障下游需求分析结果的准确性，导致生态放流管阀门控制的准确性不高，无法满足下游水生生物的需求，也无法有效的维持水体生态平衡，此外，在对生态放流管阀门控制时，水流的路径影响着到达下游的实际流量，传统技术中在控制生态放流管阀门开度时，并没有对水流路径上的上坡情况和弯曲情况进行监测与分析，进而无法确认水流的路径情况对流量的影响，导致下游的流量控制的精准度下降，无法满足下游的流量需求，也无法有效的改善下游的水质，影响水中鱼类活动和植物生长，另一方面，通过人工监测下游的状态，无法根据下游的流量稳定性，实现生态放流管阀门实时的调控，从而降低了控制效果。
技术实现思路
1、针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的在于提供一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术
3、所述需求获取模块，用于对河流下游区域的水质和生物进行监测，采集下游区域的水质信息、生物信息和实际流量。
4、所述服务器包括需求分析模块、影响分析模块和供水控制模块。
5、所述需求分析模块，用于根据下游区域的水质信息、生物信息和实际流量，计算下游区域的流量需求值，并分析水电站是否需要向下游供水。
6、所述影响分析模块，用于当水电站需要向下游供水时，采集水电站至河流下游区域的路径信息，记为水流的路径信息，进而计算水电站供水对应的路径影响因子。
7、所述供水控制模块，用于根据下游区域的实际流量、流量需求值和水电站供水对应的路径影响因子，计算水电站中生态放流管的阀门开度，并按照生态放流管的阀门开度打开阀门。
8、所述阀门调控模块，用于当生态放流管的阀门打卡后，按照预设时间间隔布设各采集时间点，并在河流下游区域布设各监测点，进而采集河流下游区域中各监测点在各采集时间点的实际流量，进而分析河流下游区域在各采集时间点的水流稳定值，并判断河流下游区域在各采集时间点的水流是否稳定，并将不稳定的各采集时间点记为各调控时间点，从而对生态放流管在各调控时间点的阀门调控开度进行分析，然后进行调控。
9、所述预警终端用于当水电站需要向下游供水或者河流下流再某采集时间点的水流不稳定时，进行预警提示。
10、优选地，所述分析水电站是否需要向下游供水，具体分析过程如下：根据下游区域的水质信息，分析得到下游区域对应的水质评估指数，记为α，并根据下游区域的生物信息，分析得到下游区域对应的生物评估指数，记为β。
11、通过计算公式χ＝α*ε1+β*ε2，得到下游区域对应的生态需求指数χ，其中ε1、ε1分别为设定的水质评估指数的权重因子、生物评估指数的权重因子。
12、将下游区域对应的生态需求指数与数据库中存储的各流量需求值对应的生态需求指数区间进行对比，若下游区域对应的生态需求指数在某流量需求值对应的生态需求指数区间内，则将该流量需求值作为下游区域对应的需求流量。
13、将下游区域对应的流量需求值与实际流量进行对比，若下游区域对应的流量需求值大于实际流量，则判定水电站需要向下游供水，若下游区域对应的流量需求值小于或者等于实际流量，则判定水电站不需要向下游供水。
14、优选地，所述分析得到下游区域对应的水质评估指数，具体分析过程如下：从下游区域对应的水质信息中提取氧含量、浊度和水温，分别记为o、z、t，并从数据库中提取下游区域的标准氧含量、许可浊度和参考水温，分别记为o′、z′、t′，进而代入计算公式中，得到下游区域对应的水质评估指数α，式中η1、η2、η3分别为设定的氧含量权重因子、浊度权重因子、水温权重因子。
15、优选地，所述分析得到下游区域对应的生物评估指数，具体分析过程如下：从下游区域对应的生物信息中提取下游区域对应的鱼类密度、鱼类尺寸、植物密度、植物生长尺寸，分别记为ρy、cy、ρz、cz，并从数据库中提取下游区域的标准鱼类密度、标准鱼类尺寸、标准植物密度、标准植物生长尺寸，分别记为ρy′、cy′、ρz′、cz′，进而代入计算公式中，得到下游区域对应的生物评估指数β，式中，γ1、γ2、γ3、γ4分别为设定的鱼类密度权重因子、鱼类尺寸权重因子、植物密度权重因子、植物生长尺寸权重因子。
16、优选地，所述计算水电站供水对应的路径影响因子，具体计算过程如下：从水流的路径信息中提取河坡数量、各河坡对应的坡度、弯曲区域数量、各弯曲区域的弯曲度和实际水流距离，分别标记为q、pi、w、rj和l，其中i表示各河坡对应的编号，j表示各弯曲区域对应的编号，i＝1,2,......,n，j＝1,2,......,m，n，m均为大于2的任意整数。
17、设置水流的许可河坡数量、许可坡度、许可弯曲区域数量、许可弯曲度和参考水流距离，并分别记为q′、p′、w′、r′和l′，进而代入计算公式中，得到水电站供水对应的路径影响因子κ，式中λ1、λ2、λ3、λ4、λ5分别为设定的河坡数量权重因子、河坡坡度权重因子、弯曲区域数量权重因子、弯曲区域弯曲度权重因子、实际水流距离权重因子。
18、优选地，所述计算水电站中生态放流管的阀门开度，具体计算过程如下：将下游区域的实际流量、流量需求值分别记为v1、v2，进而代入计算公式v＝(v2-v1)*eκ中，得到水电站中生态放流管调控流量v，式中，e表示自然常数。
19、将水电站中生态放流管调控流量与数据库中存储的各阀门开度对应的调控流量进行对比，若水电站中生态放流管调控流量与某阀门开度对应的调控流量相等，则将该阀门开度作为水电站中生态放流管的阀门开度。
20、优选地，所述判断河流下游区域在各采集时间点的水流是否稳定，具体判断过程如下：将河流下游区域中各监测点在各采集时间点的实际流量进行相互对比，得到河流下游区域中各监测点之间在各采集时间点的实际流量差，并选取最大实际流量差作为河流下游区域在各采集时间点的最大流量差，记为vtmax，其中t表示各采集时间点对应的编号，t＝1,2,......,y，y为大于2的任意整数。
21、将河流下游区域中各监测点在各采集时间点的实际流量与流量需求值进行对比，得到各监测点在各采集时间点的实际流量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，包括如下模块：需求获取模块、服务器、阀门调控模块和预警终端；
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述分析水电站是否需要向下游供水，具体分析过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述分析得到下游区域对应的水质评估指数，具体分析过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述分析得到下游区域对应的生物评估指数，具体分析过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述计算水电站供水对应的路径影响因子，具体计算过程如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述计算水电站中生态放流管的阀门开度，具体计算过程如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述判断河流下游区域在各采集时间点的水流是否稳定，具体判断
8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述对生态放流管在各调控时间点的阀门调控开度进行分析，具体分析过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，包括如下模块：需求获取模块、服务器、阀门调控模块和预警终端；
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述分析水电站是否需要向下游供水，具体分析过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述分析得到下游区域对应的水质评估指数，具体分析过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水电站供需平衡分析系统，其特征在于，所述分析得到下游区域对应的生物评估指数，具体分析过程如下：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，马建军，于月鹏，袁滢韬，武世亮，韩闯，刘成浩，张宏，张旭，范航熙，佘檀，
申请(专利权)人：中水东北勘测设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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