專利名稱：防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及洪水調(diào)度優(yōu)化方法，尤其涉及防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度越來越受到人們重視。目前關(guān)于梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度的優(yōu)化方法多以大洪水為研究對象，主要是針對防洪效益問題。水庫在洪水期的調(diào)度實質(zhì)上涉及防洪與發(fā)電兩方面問題，應(yīng)綜合考慮洪水特性、工程蓄泄控制能力和實際防洪要求，科學處理防洪與發(fā)電、經(jīng)濟效益與防洪安全的矛盾。當前梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度中缺少能夠?qū)⒎篮榕c發(fā)電目標相協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮電站調(diào)蓄能力，削減下游洪峰，減少洪災損失，增發(fā)汛期水電的模型與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，能夠在洪水調(diào)度中協(xié)調(diào)防洪與發(fā)電目標，針對不同標準洪水，采用相應(yīng)模型，適時發(fā)電預泄和關(guān)間錯峰，減少汛期無益棄水，以最大限度實現(xiàn)梯級水庫防洪、發(fā)電效益。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明揭示了一種防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，包括根據(jù)實時水情氣象信息和洪水預報結(jié)果判斷洪水大小級別，當洪水期間平均入庫流量大于電站滿發(fā)流量時則判斷為大洪水，反之則判斷為小洪水；按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優(yōu)化調(diào)度；在每個不同流量、約束設(shè)置和控制目標下，得到多個不同的調(diào)洪方案，構(gòu)成對應(yīng)一場洪水的調(diào)洪方案集，作為決策基礎(chǔ)，如果在調(diào)洪方案集中需要對入庫流量進行修改，則反復進行多種入庫條件下的仿真調(diào)洪計算。根據(jù)本發(fā)明的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法的一實施例， 該方法還包括通過對調(diào)洪方案集中各個調(diào)洪方案的人工交互修改，得到調(diào)洪預案。根據(jù)本發(fā)明的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法的一實施例， 在按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優(yōu)化調(diào)度的步驟進一步包括當洪水大小級別為小洪水時，采用第一模型和第四模型，以發(fā)電作為主要控制目標；當洪水大小級別為大洪水時，采用第二模型、第三模型和第四模型，以防洪作為主要控制目標。根據(jù)本發(fā)明的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法的一實施例， 第一模型是調(diào)峰電量最大模型給定調(diào)度期內(nèi)入庫洪水過程、水庫起始水位及控制期末庫水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的調(diào)度過程，使得梯級調(diào)峰出力最大，其對應(yīng)
的目標函數(shù)是-Minu = A^Cl式中Ct表示第t時段的系統(tǒng)平均負荷，u是目標函數(shù)的變量，Pi,t表示第i號電站t時段的出力。根據(jù)本發(fā)明的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法的一實施例， 第二模型是最大削峰準則模型給定調(diào)度期內(nèi)入庫洪水過程、水庫起調(diào)水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的洪水調(diào)度過程，使水庫的下泄流量與下游區(qū)間和的最大值達到
最小，其對應(yīng)的目標函數(shù)是
權(quán)利要求
1.一種防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，包括根據(jù)實時水情氣象信息和洪水預報結(jié)果判斷洪水大小級別，當洪水期間平均入庫流量大于電站滿發(fā)流量時則判斷為大洪水，反之則判斷為小洪水；按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優(yōu)化調(diào)度； 在每個不同流量、約束設(shè)置和控制目標下，得到多個不同的調(diào)洪方案，構(gòu)成對應(yīng)一場洪水的調(diào)洪方案集，作為決策基礎(chǔ)，如果在調(diào)洪方案集中需要對入庫流量進行修改，則反復進行多種入庫條件下的仿真調(diào)洪計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，該方法還包括通過對調(diào)洪方案集中各個調(diào)洪方案的人工交互修改，得到調(diào)洪預案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，在按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優(yōu)化調(diào)度的步驟進一步包括當洪水大小級別為小洪水時，采用第一模型和第四模型，以發(fā)電作為主要控制目標； 當洪水大小級別為大洪水時，采用第二模型、第三模型和第四模型，以防洪作為主要控制目標。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，第一模型是調(diào)峰電量最大模型給定調(diào)度期內(nèi)入庫洪水過程、水庫起始水位及控制期末庫水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的調(diào)度過程，使得梯級調(diào)峰出力最大，其對應(yīng)的目標函數(shù)是Mn u = Max{Ct -；^/^)式中Ct表示第t時段的系統(tǒng)平均負荷，u是
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，第二模型是最大削峰準則模型給定調(diào)度期內(nèi)入庫洪水過程、水庫起調(diào)水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的洪水調(diào)度過程，使水庫的下泄流量與下游區(qū)間和的最大值達到最小，其對應(yīng)的目標函數(shù)是:= (知+Δβ+υ)2，式中時段
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，第三模型是末水位控制模型給定調(diào)度期內(nèi)入庫洪水過程、水庫起調(diào)水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的洪水調(diào)度過程，使得水庫在末水位控制前提下，最大下泄量最小，其對應(yīng)的目標函數(shù)為"^/二；^$(知+么0,+1,,)2式中為水庫i調(diào)洪期末水
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，第四模型是人機交互調(diào)度模型，分為人工設(shè)置水庫泄流方式和自動模擬梯級調(diào)洪， 并提供兩種交互類型常量和固定設(shè)備，其中常量有四種泄流方式來多少泄多少、自定義、滿發(fā)和最大泄量；固定設(shè)備有兩種泄流方式機組啟閉和泄洪設(shè)備開啟，以上方式均可自定義調(diào)洪時段數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特 征在干，第一模型、第二模型、第三模型和第四模型對應(yīng)的約束條件集合為(a)水量平衡約束
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特 征在于，梯級水庫聯(lián)合洪水優(yōu)化調(diào)度中通過調(diào)洪數(shù)值解法來求解。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，梯級水庫聯(lián)合洪水優(yōu)化調(diào)度通過動態(tài)規(guī)劃算法來求解。
全文摘要
本發(fā)明公開了防洪與發(fā)電相耦合的梯級水庫聯(lián)合洪水調(diào)度優(yōu)化方法，能夠在洪水調(diào)度中協(xié)調(diào)防洪與發(fā)電目標，針對不同標準洪水，采用相應(yīng)模型，適時發(fā)電預泄和關(guān)閘錯峰，減少汛期無益棄水，以最大限度實現(xiàn)梯級水庫防洪、發(fā)電效益。其技術(shù)方案為根據(jù)實時水情氣象信息和洪水預報結(jié)果判斷洪水大小級別，當洪水期間平均入庫流量大于電站滿發(fā)流量時則判斷為大洪水，反之則判斷為小洪水；按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優(yōu)化調(diào)度；在每個不同流量、約束設(shè)置和控制目標下，得到多個不同的調(diào)洪方案，構(gòu)成對應(yīng)一場洪水的調(diào)洪方案集，作為決策基礎(chǔ)，如果在調(diào)洪方案集中需要對入庫流量進行修改，則反復進行多種入庫條件下的仿真調(diào)洪計算。
文檔編號E02B3/00GK102296562SQ201010211880
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者周堅, 張磊, 李建兵, 武新宇, 王強, 王澤環(huán), 真珍, 程春田, 陸建宇 申請人:上海華東電集實業(yè)有限公司, 上海華東電集能源科技有限公司, 華東電網(wǎng)有限公司, 大連理工大學