【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水库调度，具体涉及一种用于水库出库水温的调控方法、系统、装置及存储介质。
技术介绍
1、水库可以控制流域的水文和水力状况，其运行方案对发电、防洪、农业灌溉和航运至关重要，特别是在人口增长、气候变化和能源需求增加的挑战下。权衡冲突经常存在于不同的目标之间，一个目标可以以牺牲另一个目标为代价来实现或接近。以水库流域综合效益最大化为目标的多目标优化调度已被广泛开展。
2、目前，分层取水是调节出流温度的有效方法，但在一些传统水库中设置分层取水设施不方便，且价格昂贵。因此，考虑出库水温的水库再运行是必要的。同时，水库再运行必然会改变总发电量和下游环境流量，因此，应该同时考虑生态效应。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于水库出库水温的调控方法、系统、装置及存储介质，综合考虑总发电量、出库水温和下游环境流量对调控方案进行优化，更符合水库实际调度中需考虑的种种因素。
2、本专利技术提供了如下的技术方案：
3、一种用于水库出库水温的调控方法，包括：采集目标水库的几何信息以及环境信息，根据所述目标水库的几何信息以及环境信息构建一维热动力学数值模型，通过一维热动力学数值模型计算目标水库的出库水温特征指标值，其中，所述出库水温特征指标值包括目标水库的水位、下泄流量和出库水温；
4、将所述出库水温特征指标值输入到预先构建的包括目标函数和约束条件的多目标粒子群算法模型，采用预先获取的多目标优化算法求解多目标粒子
5、所述多目标优化算法求解多目标粒子群算法模型包括：
6、设置所述多目标优化算法相关参数，其中所述相关参数包括迭代次数、种群规模、交叉概率、突变概率；
7、基于约束条件，随机生成初始种群；
8、选择所述初始种群进行交叉和突变，生成新种群；
9、基于所述新种群，多目标函数计算最大总发电量、最大出库水温和生态水文变异度的目标函数值；
10、根据所述目标函数值对个体非支配数进行计算和排序；
11、判断是否满足迭代终止条件，满足则输出pareto前沿，不满足则进入下一次迭代。
12、作为本专利技术的一种可选的技术方案，所述一维热动力学数值模型包括热量平衡方程和质量平衡方程；
13、所述热量平衡方程表示为：
14、；
15、所述质量平衡方程表示为：；
16、其中，表示入流引起的水平流速，表示入流后混合的水温，表示出流引起的水平流速，表示射入水中的太阳辐射， d表示紊流扩散系数， e表示分子扩散系数，表示水温， y表示高程，表示高程 y处的水库水体平面面积， b y表示水库水体平均宽度，表示铅直速度，表示水体密度， c表示水的比热。
17、作为本专利技术的一种可选的技术方案，所述目标函数以最大总发电量、最大出库水温和生态水文变异度为目标，包括：
18、所述最大总发电量表示为：
19、；
20、其中，表示电站出力， n表示蓄水期共有 n个部分，表示第 t个部分的持续时间，表示第 t个部分的发电效率，表示第 t个部分的下泄流量，表示发电水头；
21、所述最大出库水温表示为：；
22、其中，表示出库水温；
23、所述生态水文变异度iha表示为：；
24、其中， p表示iha中参数总数，表示第 k个参数的权重，表示水库运行后第 k个参数的值，表示自然条件下第 k个参数的值。
25、作为本专利技术的一种可选的技术方案，所述水量平衡约束包括水量平衡方程，表示为：
26、；
27、其中，表示第 t个部分的蓄水体积，表示第 t个部分的入库流量。
28、作为本专利技术的一种可选的技术方案，所述水库物理特性约束包括库水位约束、水位库容曲线约束、下泄流量约束、尾水位下泄曲线约束和发电效率约束；
29、所述库水位约束表示为：
30、；
31、其中，表示蓄水期的初始水位，表示蓄水期的最终水位，表示设限洪水位，表示死水位，表示第 t部分的水位；
32、所述水位库容曲线约束采用日均水位与库容量的实测数据进行约束；
33、所述下泄流量约束表示为：
34、；
35、其中，表示发电机组满负荷流量；
36、所述尾水位下泄曲线约束采用尾水位与下泄流量的日实测数据进行约束；
37、所述发电效率约束采用发电效率与水头的近似关系曲线进行约束。
38、第二方面，提供一种用于水库出库水温的调控系统，包括：
39、特征指标获取模块，用于采集目标水库的几何信息以及环境信息，根据所述目标水库的几何信息以及环境信息构建一维热动力学数值模型，通过一维热动力学数值模型计算目标水库的出库水温特征指标值，其中，所述出库水温特征指标值包括目标水库的水位、下泄流量和出库水温；
40、求解模块，用于将所述出库水温特征指标值输入到预先构建的包括目标函数和约束条件的多目标粒子群算法模型，采用预先获取的多目标优化算法求解多目标粒子群算法模型，输出pareto前沿，基于所述pareto前沿得到调控优化方案；其中，所述目标函数以最大总发电量、最大出库水温和生态水文变异度为目标，所述约束条件包括水量平衡约束和水库物理特性约束；
41、所述多目标优化算法求解多目标粒子群算法模型包括：
42、设置所述多目标优化算法相关参数，其中所述相关参数包括迭代次数、种群规模、交叉概率、突变概率；
43、基于约束条件，随机生成初始种群；
44、选择所述初始种群进行交叉和突变，生成新种群；
45、基于所述新种群，多目标函数计算最大总发电量、最大出库水温和生态水文变异度的目标函数值；
46、根据所述目标函数值对个体非支配数进行计算和排序；
47、判本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于水库出库水温的调控方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于水库出库水温的调控方法，其特征在于，所述一维热动力学数值模型包括热量平衡方程和质量平衡方程；
3.根据权利要求1所述的用于水库出库水温的调控方法，其特征在于：所述目标函数以最大总发电量、最大出库水温和生态水文变异度为目标，包括：
4.根据权利要求1所述的用于水库出库水温的调控方法，其特征在于：所述水量平衡约束包括水量平衡方程，表示为：
5.根据权利要求1所述的用于水库出库水温的调控方法，其特征在于，所述水库物理特性约束包括库水位约束、水位库容曲线约束、下泄流量约束、尾水位下泄曲线约束和发电效率约束；
6.一种用于水库出库水温的调控系统，其特征在于，包括：
7.一种装置，其特征在于，包括：存储器、处理器以及计算机程序；
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的方法。
【技术特征摘要】
1.一种用于水库出库水温的调控方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于水库出库水温的调控方法，其特征在于，所述一维热动力学数值模型包括热量平衡方程和质量平衡方程；
3.根据权利要求1所述的用于水库出库水温的调控方法，其特征在于：所述目标函数以最大总发电量、最大出库水温和生态水文变异度为目标，包括：
4.根据权利要求1所述的用于水库出库水温的调控方法，其特征在于：所述水量平衡约束包括水量平衡方程，表示为：
【专利技术属性】
技术研发人员：贺蔚，何文浩，黄金雅萱，张健，唐洪武，王玲玲，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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