一種使水庫綜合效益最優(yōu)的運行調度圖繪制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種使水庫綜合效益最優(yōu)的運行調度圖繪制方法，屬于水庫運行管理
技術領域。
【背景技術】
[0002] 綜合利用水庫運行情況與水庫入流密切相關，而天然河川徑流變化往往比較復 雜，目前由于科學水平所限，還不能準確地預報未來長期徑流過程，這就給水庫運行帶來了 很大困難。為了能合理的進行水庫調節(jié)，在安全可靠基礎上充分利用水資源，在運行期間需 要一個運籌水庫蓄、放水的客觀準則，這就是應用水庫調度圖的出發(fā)點。
[0003] 水庫調度圖由防破壞線、限制供水線和防棄水線等水位或蓄水量過程線組成，這 些過程線把調度圖劃分為幾個調度區(qū)。當水庫水位或蓄水量落在某區(qū)時，就按該區(qū)所規(guī)定 數(shù)量來放水。水庫調度圖是指導年或多年調節(jié)水庫運行的工具，它假定過去的徑流資料反 映未來水文情勢，利用歷時徑流資料繪制而成。
[0004] 利用調度圖進行水庫調度，始于20世紀20年代，由蘇聯(lián)學者A*A*: II羅佐夫提 出，至今仍被廣泛應用。它是采用歷時徑流資料進行調節(jié)計算，偏安全地解決各種調度方 案的適用范圍，即對于同一決策(如保證供水或加大、降低供水)，以各自相應設計保證率的 水文情況各種可能出現(xiàn)的水庫水位的外包線為所求的調度線，并由它們組成調度圖。根據(jù) 調度圖進行水庫調度，能夠達到：遭遇設計枯水年時，水庫按保證運行方式工作，能保證各 用水戶正常需水量和水位的要求；遭遇平、豐水年時，水庫可按加大供水方式進行，能較合 理地加大對各用水戶的供水量；遭遇特枯水年時，水庫按降低供水方式工作，能較合理地減 少各用水戶的供水量，以減輕各用水戶正常效益和效能的損失；在汛期遭遇設計洪水或校 核標準洪水時，能保證大壩安全度汛，或遭遇下游防洪標準洪水，能滿足防護地區(qū)的防洪要 求。
[0005] 年調節(jié)水庫調度圖的繪制方法 1、防破壞線的繪制 根據(jù)水庫徑流量的統(tǒng)計資料，選用年水量(或供水期水量)接近設計保證率Po的幾個年 內不同分配的典型入流過程，并按相應設計保證率的年水量(或供水期水量）控制修正，即 按一定比值將各典型年的徑流過程進行縮小或放大，使得它們的年水量(或供水期水量）等 于設計保證率年份的相應值。然后從供水期末由死水位開始，進行逆時序的徑流調節(jié)計算， 求出至蓄水期初的逐時段初的蓄水量(或水位)，要求蓄水期初水位等于死水位。在反推計 算過程中，當蓄水位達到正常蓄水位時，水庫按天然入庫流量工作。取各年庫水位過程的上 包線即為防破壞線。也可以將剔除破壞年份后的所有徑流系列（不進行控制縮放)，按上述 方法逐年反推計算，取歷年庫水位過程的上包線，即為防破壞線。
[0006] 2、限制出力(供水）線的繪制 限制出力（供水）線用防破壞線類似方法推求，順時序進行調節(jié)計算，繪制各年水庫蓄 水過程，然后取下包線就是限制出力(供水）線。
[0007] 3、防棄水線的繪制 依據(jù)入庫徑流量的統(tǒng)計資料，選用年水量或豐水期水量的保證率為1-Po的典型入庫 徑流過程，水電站按最大過水能力放水或按裝機容量工作，從蓄水期末由正常蓄水位開始， 逆時序反推各月庫水位，至供水期中達正常蓄水位為止，連接各時段的庫水位即為防棄水 線。有條件的水電站，可依上述方法對一系列的實測水文年進行計算，但這些年應不包括年 水量大于保證率為l-P〇的年份水量，然后取各年庫水位的內包線，即為防棄水線。
[0008] 多年調節(jié)水庫調度圖的繪制方法 1、防破壞線的繪制 方法一：選擇具有這樣的入庫徑流過程的年份為第一計算年，即在該年中，自供水期末 水庫蓄滿多年調節(jié)庫容開始，逆時序進行調節(jié)計算，至蓄水期末水庫水位達到正常蓄水位， 而至蓄水期初庫水位又剛剛回到多年調節(jié)庫容的蓄滿點，在這一年內水量不少、不多，連接 各時段的庫水位即為防破壞線。必要時，可選取幾個年內分配不利的典型年，水量按適當比 例控制縮放，而后進行逆時序的調節(jié)計算，取各年庫水位過程的上包線，即為防破壞線。
[0009] 方法二：采用水電站設計枯水段入庫徑流過程，自供水期末水庫蓄滿多年庫容開 始，逆時序進行調節(jié)計算，取各年庫水位過程線的外包線，即為防破壞線。
[0010] 2、限制出力（供水）線的繪制 方法一：選擇具有這樣的入庫徑流過程的年份為第二計算年，從供水期末和死水位開 始，進行逆時序調節(jié)計算，至蓄水期初水庫水位仍消落至死水位，并在這一年內水量不少、 不多，連接各時段的庫水位即為限制出力(供水）線。
[0011] 方法二：將前述防破壞線向下平移，使供水期末和蓄水期初庫水位與死水位重疊， 即為限制供水線。
[0012] 3、防棄水線的繪制 對于調節(jié)性能很高的多年調節(jié)水庫，可不繪制防棄水線，因為這類水庫的棄水量一般 不大，且棄水情況多發(fā)生在連續(xù)豐水年組的汛期，而提高水頭的利用又可彌補棄水而引起 的電量損失，因此常將正常蓄水位以下至防破壞線以上區(qū)域均當作加大出力區(qū)。
[0013] 傳統(tǒng)方法的不足：傳統(tǒng)方法在選取徑流過程時可分為典型年法和去除破壞年份 法。典型年法是選用年水量(或供水期水量)接近設計保證率P〇的幾個年內不同分配的典型 入流過程，并按相應設計保證率的年水量(或供水期水量）控制修正，即按一定比值將各典 型年的徑流過程進行縮小或放大，使得它們的年水量(或供水期水量）等于設計保證率年份 的相應值；去除破壞年份法是剔除破壞年份后不進行控制縮放的所有徑流系列。采用典型 年法在實際工作中存在對典型年年份、年數(shù)選取因人而異，造成不同設計人員繪制的調度 圖不同。去除破壞年份法對保證率時段的差異分析不足，供水工程在設計時一般以年保證 率進行設計，調度圖則體現(xiàn)年內各時段保證供水保證率，將破壞年份整年去除，有可能使年 內各時段供水保證率樣本減小，影響調度圖年內各時段線的繪制精度。另外，傳統(tǒng)方法計算 原則和理論建立在供水滿足保證率基礎上，僅僅重視水庫調度運行保證程度的安全可靠， 對水資源充分利用考慮欠缺；一年時間內，用水戶對供水的數(shù)量和保證程度的要求是不同 的，比如水稻抽穗期比泡田期更需要供水保證，水電站枯期來水量的多少比汛期來水量的 多少對年發(fā)電量的影響更大，然而傳統(tǒng)方法更沒有體現(xiàn)供水期重要性在不同時段的差別。

【發(fā)明內容】

[0014] 本發(fā)明的目的在于，提供一種使水庫綜合效益最優(yōu)的運行調度圖繪制方法，以解 決現(xiàn)有水庫調度圖繪制方法的不足。
[0015] 本發(fā)明的技術方案： 一種使水庫綜合效益最優(yōu)的運行調度圖繪制方法，該方法按以下步驟繪制： 第一步，滿足年設計供水保證率的各時段防破壞水位或水量、限制供水水位或水量、防 棄水水位或水量組合計算； 第二步，設立各時段供水量價值指數(shù)； 第三步，滿足年設計供水保證率供水量組合年內各時段供水量乘以對應時段價值指 數(shù)； 第四步，提取第三步所有組合中全年供水量價值數(shù)值最大的組合作為水庫調度圖的繪 制依據(jù)。
[0016] 前述方法中，所述第一步通過電算計算出所有滿足年供水量設計保證率的各時段 防破壞水位或水量、限制供水水位或水量、防棄水水位或水量組合，即每組水位或水量均能 使入庫徑流長序列中N= (n+1)XPo的年份滿足年設計供水量，其它年份破壞，不滿足要求 的排除，計算各時段防破壞水位或水量和防棄水水位或水量組合時，滿足年供水量設計保 證率組合中若出現(xiàn)某一組合其中一個時段的水位或水量大于另一組合，但設計年供水量成 果不變，這時保留這個時段的水位或水量低或小的組合；計算各時段限制供水水位或水量 組合時，滿足年供水量設計保證率組合中若出現(xiàn)某一組合其中一個時段的水位或水量大于 另一組合，但設計年供水量成果不變，這時保留這個時段的水位或水量高或大的組合。
[0017] 前述方法中，所述Po是設計保證率，n是入庫徑流序列年數(shù)。以水位控制，精確到 cm;以水量控制，精確到萬m3。
[0018] 前述方法中，所述第二步中的供水量價值指數(shù)是權重值或比例值。
[0019] 前述方法中，所述第二步是針對不同用水戶具體情況設立年內各時段水量價值指 數(shù)；水量價值指數(shù)可以是經濟數(shù)值，如元/m3,也可以是相對權重，如1. 1或1. 2 ;總之，用水 戶內各時段水量價值指數(shù)針對實際情況設立。如果各時段水量價值指數(shù)是相等的，則各時 段水量價值指數(shù)均為1。
[0020] 前述方法中，所述述第四步統(tǒng)計滿足年設計供水保證率供水量組合的年內各時段 供水量乘以對應時段價值指數(shù)的年總值，分別提取年總值最大年份對應的防破壞線、限制 供水線、防棄水線作為水庫調度圖采用繪制線。
[0021] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明以入庫徑流長序列資料為基礎逐年逐時段計算，避免傳 統(tǒng)典型年法計算中對典型年年份、年數(shù)選取因人而異，造成不同設計人員繪制的調度圖不 同的問題，同時對所有年份各時段均進行計算，避免去除破壞年份法將破壞年份整年去除， 使年內各時段供水保證率樣本減小的問題；另外除了重視水庫調度運行保證程度的安全可 靠，而且重視對水資源充分利用，并且引入反映供水期不同時段水量價值指標，以反映供水 量在不同時段的重要性差別。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明系統(tǒng)流程圖； 圖2是本發(fā)明滿足年設計供水保證率的各時段防破壞水位或水量、限制供水水位或水 量、防棄水水位或水量組合計算系統(tǒng)流程圖； 圖3是本發(fā)明年內各時段供水量價值指數(shù)設立示意圖； 圖4是本發(fā)明反映年內各時段供水量價值差異的計算系統(tǒng)流程圖； 圖5是本發(fā)明所有組合中全年供水量價值數(shù)值最大組合的提取系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不作為對本發(fā)明的任何 限制。
[0024] -種使水庫綜合效益最優(yōu)的運行調度圖繪制方法，如圖1所示。該方法按以下步 驟繪