本发明专利技术为水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法，已知水库上游水位Z(m,t)，入库流量Qin(m,t)，二者关系Q(Z)，m为控制期，t为控制时段。本法为：Ⅰ,以当前时刻的水位值Z(m0，t0′)为初始水位值，m0为当前控制期，当前时刻t0′所属时段为t0。Ⅱ,求取与初始水位值最接近的历史时段水位值Z(mi,t0)；Ⅲ,求取t0+1时段水位值Z(mi,t0+1)＝Z1(m1,t0+1)。Ⅳ-1,由Z(mi,t0)查取t0+1时段入库流量Qin(mi,t0+1)；Ⅳ-2,由Qin(mi,t0+1)在Q(Z)得对应的水位Z'(t0+1)。Ⅳ-3,由Z'(t0+1)求取t0+1时段水位值Z2(m2,t0+1)。Ⅴ,求下一控制期的初始时段水位水库优化调度决策水位值[Z1(m1,t0+1)+Z2(m2,t0+1)]/2。本法只需水库的水位、流量历史数据，易于使用，计算快，有利提高发电量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水电站水库的水位管理方法，具体为一种。
技术介绍
水电站水库优化调度是为了对水资源合理利用，同时要使发电、防洪、灌溉、供水等多方面的总效益最大。水电站水库优化调度决策水位的确定，既要考虑近期的效益，也要考虑长期效益，既要考虑当前入库流量的变化，也要考虑气候和入流的长期变化规律。通过水库的优化调度，可经济合理地利用水资源，几乎无需增加投资，便可获得显著经济效益。目前常用的确定决策水位的方法主要有NHQ法和模糊聚类分析法。NHQ法即水轮机运转特性曲线法，以实际耗水量为求解基础。但实际耗水量难以量化，求解困难，现有的求解结果会导致累积误差。在调度员临时调整调度计划时，该方法估算的决策水位对优化调度会产生不利。方法工程实用性较差。模糊聚类分析法主要用于短期优化调度，如日调度，利用平均耗水量进行估算。在中长期优化调度中并无应用。目前尚无一种。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种，根据水库上游水位的历史数据和入库流量数据计算当前决策水位。本专利技术设计的，已知历史数据水库上游水位为Z (m，t)，单位为米，其值为控制时段t内的平均值。入库流量数据Qin(m，t)，单位为立方米/秒，其值为控制时段t内的平均值。所述m为控制期的编号，t为控制时段的编号；控制期为一次长期优化调度的总时长，一个控制期的时间跨度可为季或年。m的最大值为历史数据保持的时间，m取值I 10即为有十个控制期。每个控制期划分成相等的若干控制时段。控制时段为周、旬和月中的任一种。例如控制期定为年时，控制时段可定为月，即t取值I 12。上、下控制期的控制时段在时间上连续，上一控制期的最后一个控制时段与下一控制期的最先一个控制时段相接。例如m取值I 10、t取值I 12时，Z (1,12)的下一控制时段值为Z (2，I)。所述历史数据水库上游水位Z (m，t)和入库流量数据Qin(m，t)为至少跨度五年的连续数据。历史数据不允许有某个时段数据缺失，如果有个别时段数据缺失，用插补法补全。Qin为入库流量，Z为水库上游水位，在规定的时间范围内，如设定的某个控制期内或某个控制时段内，水库的入库流量和水位关系为Q(Z)，同一水库的Q/Z为固定值，在任何时间范围内Q/Z均相同。设定当前控制期为IV本法为求取水电站水库长期优化调度的决策水位，即下一控制期n^+1的初始时段水位为Z (n^+1，I)。例如控制期为年，当前m = 10，那么下个控制期为m = 11。决策水位确定方法的具体步骤如下1、选取初始水位值Z (m。，V );选取当前时刻的水位值Z (n^t/ )为初始水位值，其中Hitl为当前控制期，tc/为当前时亥Ltc/所属时段为当水库调度过程中一切正常，以即将结束的当前控制期的最后时段水位值为初始水位值Z。在控制期为年的情况下，进行下一年的水位决策时，以当年12月31号所在的时段水位均值为初始水位值。其它情况下均以当前时刻的水位值ZOi^tc/ )为初始水位值，如调度过程中出现了某些优化条件被破坏(如突发性的来水增多等)；或按照既定调度计划执行可能无法完成既定优化目标，有必要修改调度计划时；又或是研究实验时等等。I1、求取与初始水位值最接近的历史时段水位值ZOv t0);根据Z(m，t)的历史数据在各个控制期内对h时段的水位值进行线性插值，找到与初始水位值ZOn0, t/ )最接近的历史时段水位值,记为JOni, t0), Hii为m中的任一个。当步骤I所取的初始水位值为时段水位值Z(m0, t0), ZOv t0) = Z(nii, t0)。线性插值具体操作的数学公式为(y-yQ) (x「xQ) = (y「yQ) (x-x0),式中xy为时段水位值Z(t)。 II1、求取tQ+l时段对应的时段水位值Z1 (In1, t0+l)；先在历史数据Z(m，t)中找到步骤II所得的Z(H^tci),再直接搜索Z(H^tdl)=Z1 (In1, t0+l)。当h属于控制期m的最后一个时段,搜索结果则为mfl控制期的第一个时段，即 Z (nii+1, I) = Z1 (In1, t0+l)。IV、根据入库流量历史数据Qin(m，t)求取h+l时段对应的时段水位值0 , tg+l)；IV-1、根据步骤II所得的Z(H^tci)，在同一控制期Hii内查Qin(m，t)的历史数据表，找到tQ+l时段的入库流量QinOni, t0+l)。根据已经确定的h先在Qin(m，t)的历史数据表中找到QinOni, t0)，然后查找到QinOni, td+1)。若h属于IHi控制期的最后一个时段，t0+l时段即为后一个控制期(nii+1)的第一个时段，所得结果应为QinOii^l, I)。IV -2、由QinOni, t0+l)在Q(Z)关系中求得对应的水位，记为V (t0+l)。根据QinOv t0+l)的值在水库固有数据Q(Z)中进行线性插值求得对应的水位Z， (t0+l)。IV _3、根据Z’(tfl)，在Z(m，t)中利用插值方法求得相应的tfl时段水位值记为0 , tg+l)。历史数据Z(m，t)中各个控制期在时段tfl的水位数据共m个，从m个tfl时段的水位数据中与Z’ (t0+l)数值最接近的水位值，即为Z2(m2，t0+l)。V、本方法确定的下一控制期mdl的初始时段水位、水电站水库长期优化调度决策水位值为步骤III得到的Z1和步骤IV得到的Z2的算术平均值，即Z(m0+1, I) = [Z1On1, t0+l)+Z2(m2，t0+l)]/2。在步骤II中当有多于一个的h时段水位值与初始水位值Z (n^t/ )的差相同时，取与Hitl最接近的为mi。在步骤IV -3中当有多于一个的tjl时段水位值与Z’ (t0+l)的差相同时，取与Hici最接近的为m2。与现有技术相比，本专利技术的优点为1、提供了一种只需要已知水电站水库的水位、流量历史数据，无需考虑耗水量的中长期优化调度的决策水位计算方法；可用于任何具有长期历史数据的水电站，具有良好的移植性；2、本法根据历史经验数据控制水电站水库的优化控制期的决策水位，有利于提高发电量；所得决策水位可用于制定水电站长期优化调度图和调度计划，有良好的应用性；3、使用了二元函数线性插值方法和数据库查表搜索法，计算速度快，本法在软件中运行速度小于I秒；4、可随时启动计算确定新的决策水位，不受时间限制；调度计划临时调整时，对优化效果无不利影响；5、本法可嵌入到长期优化调度软件实现，计算结果可以在电脑屏幕显示，也可输出成文本表格。附图说明图1为本实施例流程图。具体实施例方式本实施例，以只有一个水库的某单库水电站为例。该水电站具备长期调节能力。电站已有10年历史数据和运行记录。调度控制期m定为“年”，m = I 10 ;时段t定为“旬”，t = I 36。Z(m，t):水位历史数据。单位米。该值为时段平均值。Qin(m，t):入库流量历史数据。单位立方米/秒。该值为时段平均值。Z和Qin在上下控制期的控制时段时间上都存在延续关系。例如Z(l，36)的下一个时段值为Z(2，I)。 Qin(Z):在规定的时间范围内水库流量Qin和水库水位Z有对应关系，即同一水库的Q/Z为固定值。当前为第10年，即m = 10，本例设定需要求取的水本文档来自技高网...
【技术保护点】
水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法，已知历史数据水库上游水位为Z(m,t)，单位为米，其值为控制时段t内的平均值；入库流量数据Qin(m,t)，单位为立方米/秒，其值为控制时段t内的平均值；所述m为控制期编号，t为控制时段编号；每个控制期划分成若干相等的控制时段；Qin为入库流量，在规定的时间范围内，水库的入库流量和水位关系为Q(Z)；当前控制期为m0，设定需要求取的水电站水库长期优化调度的决策水位，即下一控制期m0+1的初始时段水位为Z(m0+1,1)，其特征在于决策水位确定方法的具体步骤如下：Ⅰ、选取初始水位值Z(m0,t0′)；选取当前时刻的水位值Z(m0,t0′)为初始水位值，其中，t0′为当前时刻，t0′所属时段为t0；Ⅱ、求取与初始水位值最接近的历史时段水位值Z(mi，t0)；根据Z(m,t)的历史数据在各个控制期内对t0时段的水位值进行线性插值，找到与初始水位值Z(m0，t0′)最接近的历史时段水位值，记为：Z(mi，t0)；Ⅲ、求取t0+1时段对应的时段水位值Z1(m1,t0+1)；在历史数据Z(m,t)中找到步骤Ⅱ所得的Z(mi，t0)，再直接搜索Z(mi,t0+1)＝Z1(m1,t0+1)；Ⅳ、根据入库流量历史数据Qin(m,t)求取t0+1时段对应的时段水位值Z2(m2,t0+1)；Ⅳ?1、根据步骤Ⅱ所得的Z(mi,t0)，在同一控制期mi内查Qin(m,t)的历史数据表，找到t0+1时段的入库流量Qin(mi,t0+1)；Ⅳ?2、由Qin(mi,t0+1)在Q(Z)关系中求得对应的水位Z′(t0+1)；根据Qin(mi，t0+1)的值在水库固有数据Q(Z)中进行线性插值求得对应的水位Z“(t0+1)；Ⅳ?3、根据Z“(t0+1)，在Z(m,t)中利用插值方法求得相应的t0+1时段水位值记为Z2(m2,t0+1)；历史数据Z(m,t)中各个控制期在时段t0+1的水位数据共m个，从m个t0+1时段的水位数据中与Z“(t0+1)数值最接近的水位值，即为Z2(m2,t0+1)；Ⅴ、本方法确定的下一控制期m0+1的初始时段水位、水电站水库长期优化调度决策水位值为步骤Ⅲ得到的Z1(m1,t0+1)和步骤Ⅳ得到的Z2(m2,t0+1)的算术平均值，即Z(m0+1,1)＝[Z1(m1,t0+1)+Z2(m2,t0+1)]/2。...
【技术特征摘要】
1.水电站水库长期优化调度决策水位的确定方法，已知历史数据水库上游水位为Z (m, t)，单位为米，其值为控制时段t内的平均值；入库流量数据Qin(m，t)，单位为立方米/秒，其值为控制时段t内的平均值；所述m为控制期编号，t为控制时段编号；每个控制期划分成若干相等的控制时段；Qin为入库流量，在规定的时间范围内，水库的入库流量和水位关系为Q(Z);当前控制期为IV设定需要求取的水电站水库长期优化调度的决策水位，即下一控制期1^+1的初始时段水位为Z (mdl，I)，其特征在于决策水位确定方法的具体步骤如下 1.选取初始水位值Z)； 选取当前时刻的水位值Z)为初始水位值，其中，t/为当前时亥Ltc/所属时段为tQ; I1、求取与初始水位值最接近的历史时段水位值ZOvt0)； 根据Z(m，t)的历史数据在各个控制期内对h时段的水位值进行线性插值，找到与初始水位值zOv 1V )最接近的历史时段水位值，记为=ZOv t0)； II1、求取tQ+l时段对应的时段水位值Z1(In1, VI)； 在历史数据Z(m，t)中找到步骤II所得的ZOv、)，再直接搜索Z(H^tfl)=Z1 (IH1, t0+l)； IV、根据入库流量历史数据Qin(m，t)求取tfl时段对应的时段水位值Z2(m2，t0+l)； IV-1、根据步骤II所得的ZOi^tci),在同一控制期Hii内查Qin(m，t)的历史数据表，找到t0+l时段的入库流量QinOni, tQ+l)； IV -2、由QinOni, t0+l)在Q(Z)关系中求得对应的水位V (t0+l)； 根据QinOv t0+l)的值在水库固有数据Q(Z)中进行线性插值求得对应的水位Z， (t0+l)； IV-3、根据Z’ W+1)，在Z(m，t)中利用插值方法求得相应的tfl时段水位值记为0 , tg+l)； ...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彩林，吉斌武，王斌，高鹏，李震，廖桂源，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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