專利名稱：一種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，是ー種水資源優(yōu)化調(diào)度方法，是ー種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法。
背景技術：
水電站水庫群優(yōu)化調(diào)度方法研究是ー個典型的大規(guī)模多維多目標多階段非線性數(shù)學規(guī)劃問題，以系統(tǒng)工程學為理論基礎，利用現(xiàn)代計算機技術和最優(yōu)化技木，尋求滿足調(diào)度原則的滿意的調(diào)度規(guī)劃方式、調(diào)度計劃、調(diào)度方案以指導水庫運行。從規(guī)劃的時間周期講，水電站發(fā)電調(diào)度是ー個典型的動態(tài)決策過程，系統(tǒng)的規(guī)模基本上決定于劃分的時段大小。對于梯級水電系統(tǒng)，徑流的水力聯(lián)系進一步增加了問題的復雜性。從數(shù)學角度，水電 站群發(fā)電調(diào)度是ー個多階段且有延遲的大規(guī)模動態(tài)非線性問題，巨大的經(jīng)濟效益使得求解該問題出現(xiàn)了眾多方法，且一直成為眾多專家學者的研究熱點。水電站水庫群優(yōu)化調(diào)度方法研究是ー個典型的大規(guī)模多維多目標多階段非線性數(shù)學規(guī)劃問題，以系統(tǒng)工程學為理論基礎，利用現(xiàn)代計算機技術和最優(yōu)化技術，尋求滿足調(diào)度原則的滿意的調(diào)度規(guī)劃方式、調(diào)度計劃、調(diào)度方案以指導水庫運行。從規(guī)劃的時間周期講，水電站發(fā)電調(diào)度是ー個典型的動態(tài)決策過程，系統(tǒng)的規(guī)模基本上決定于劃分的時段大小。對于梯級水電系統(tǒng)，徑流的水力聯(lián)系進一步增加了問題的復雜性。從數(shù)學角度，水電站群發(fā)電調(diào)度是ー個多階段且有延遲的大規(guī)模動態(tài)非線性問題，巨大的經(jīng)濟效益使得求解該問題出現(xiàn)了眾多方法，且一直成為眾多專家學者的研究熱點。傳統(tǒng)的水庫優(yōu)化調(diào)度是水庫運行管理的核心問題，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法有動態(tài)規(guī)劃、遺傳方法等，但前者無法處理大規(guī)模問題，后者優(yōu)化精度提高緩慢。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提出了一種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，所述的方法是ー種時間復雜度較低，精度較好的優(yōu)化新方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于所述方法的步驟如下
1)根據(jù)水庫水電站的運行參數(shù)和水庫調(diào)度期來水預報，建立水庫發(fā)電流量處和水電站棄水量&·以及水電站水庫蓄水量Ki之間的非線性關系表達式，以此為基礎建立以水庫發(fā)電流量處為決策變量的目標函數(shù)表達式；
2)利用泰勒級數(shù)一階展開形式線性化水電站發(fā)電數(shù)學模型中的目標函數(shù)/^⑷)=姑ぬノQT，即認為h在Q處于一定搜索范圍(Qtl-CK=QeQc^d)內(nèi)為常數(shù)；
3)確定水電站優(yōu)化調(diào)度數(shù)學模型的初始可行解，可令Q等于來流Qin。設定初始搜索范圍d和d的折減條件；
4)計算出各時段水位、庫容、棄水變化，計算約束不等式的常量項，利用標準線性規(guī)劃法求解線性化后的數(shù)學模型在線性化后解的鄰域內(nèi)的最優(yōu)解及目標函數(shù)在最優(yōu)解處的目標函數(shù)值；5)判斷決策變量是否與優(yōu)化前一致，如果幾乎一致，則終止程序，如果不一致，則判斷優(yōu)化前后決策向量變化情況，然后選擇相應措施，若變化較大，則以當前決策變量為Qo，轉入步驟4)繼續(xù)迭代，否則轉步驟6)；
6)將搜索范圍減小，d=k0d,(kQ〈l),退回步驟4)。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明根據(jù)水庫水電站的運行參數(shù)和水庫調(diào)度期來水預報，利用目標函數(shù)確定搜索范圍，并利用標準線性規(guī)劃法求解線性化后的數(shù)學模型在線性化后解的鄰域內(nèi)的最優(yōu)解及目標函數(shù)在最優(yōu)解處的目標函數(shù)值逐步迭代，快速判斷決策變量是否與優(yōu)化前一致，提高判斷優(yōu)化精度的速度，節(jié)約資源，提高效率。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步說明。圖I是本發(fā)明的實施例一所述方法的流程圖。
具體實施例方式實施例一
本實施例是ー種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于所述方法的步驟如下
1)根據(jù)水庫水電站的運行參數(shù)和水庫調(diào)度期來水預報，建立水庫發(fā)電流量處和水電站棄水量&·以及水電站水庫蓄水量Ki之間的非線性關系表達式，以此為基礎建立以水庫發(fā)電流量處為決策變量的目標函數(shù)表達式；
2)利用泰勒級數(shù)一階展開形式線性化水電站發(fā)電數(shù)學模型中的目標函數(shù)/^⑷)=姑ぬノQT，即認為h在Q處于一定搜索范圍(Qtl-CK=QeQc^d)內(nèi)為常數(shù)；
3)確定水電站優(yōu)化調(diào)度數(shù)學模型的初始可行解，可令Q等于來流Qin，設定初始搜索范圍d和d的折減條件；
4)計算出各時段水位、庫容、棄水變化，計算約束不等式的常量項，利用標準線性規(guī)劃法求解線性化后的數(shù)學模型在線性化后解的鄰域內(nèi)的最優(yōu)解及目標函數(shù)在最優(yōu)解處的目標函數(shù)值；
5)判斷決策變量是否與優(yōu)化前一致，如果幾乎一致，則終止程序，如果不一致，則判斷優(yōu)化前后決策向量變化情況，然后選擇相應措施，若變化較大，則以當前決策變量為Qo，轉入步驟4)繼續(xù)迭代，否則轉步驟6)；
6)將搜索范圍減小，d=k0d,(kQ〈l),退回步驟4)。下面以漢江流域陡嶺子水庫作為實例進ー步說明本發(fā)明。I)根據(jù)陡嶺子水庫水電站的運行參數(shù)和水庫未來36旬的來水預報，建立水庫發(fā)電流量Qi和水電站棄水量Si以及水電站水庫蓄水量Vi之間的非線性關系表達式，以此為基礎建立以水庫發(fā)電流量Qi為決策變量的目標函數(shù)表達式。2)利用泰勒級數(shù)一階展開形式線性化水電站發(fā)電數(shù)學模型中的目標函數(shù)F (Q) =kh (Q) QT,即認為h在Q處于一定搜索范圍(Q0-d〈=Q〈=Q0+d)內(nèi)為常數(shù)。3)確定水電站優(yōu)化調(diào)度數(shù)學模型的初始可行解，可令Q等于來流Qin，設定初始搜索范圍d和d的折減條件。
4)計算出各時段水位、庫容、棄水變化，計算約束不等式的常量項，利用標準線性規(guī)劃法求解線性化后的數(shù)學模型在線性化后解的鄰域內(nèi)的最優(yōu)解及目標函數(shù)在最優(yōu)解處的目標函數(shù)值。5)判斷決策變量是否與優(yōu)化前一致，如果幾乎一致，則終止程序。如果不一致，則判斷優(yōu)化前后決策向量變化情況，然后選擇相應措施。若變化較大，則以當前決策變量為Q0，轉入步驟4)繼續(xù)迭代，否則轉步驟6)。6)將搜索范圍減小，d=k0d, (k0〈l),退回步驟4)。最后應說明的是，以上僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳布
置方案對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案(比如各個步驟的順序等)進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于所述方法的步驟如下 1)根據(jù)水庫水電站的運行參數(shù)和水庫調(diào)度期來水預報，建立水庫發(fā)電流量處和水電站棄水量Si以及水電站水庫蓄水量Ki之間的非線性關系表達式，以此為基礎建立以水庫發(fā)電流量處為決策變量的目標函數(shù)表達式； 2)利用泰勒級數(shù)一階展開形式線性化水電站發(fā)電數(shù)學模型中的目標函數(shù)QT，即認為h在Q處于一定搜索范圍(Qtl-CK=QGQc^d)內(nèi)為常數(shù)； 3)確定水電站優(yōu)化調(diào)度數(shù)學模型的初始可行解，可令Q等于來流Qin，設定初始搜索范圍d和d的折減條件； 4)計算出各時段水位、庫容、棄水變化，計算約束不等式的常量項，利用標準線性規(guī)劃法求解線性化后的數(shù)學模型在線性化后解的鄰域內(nèi)的最優(yōu)解及目標函數(shù)在最優(yōu)解處的目標函數(shù)值； 5)判斷決策變量是否與優(yōu)化前一致，如果幾乎一致，則終止程序，如果不一致，則判斷優(yōu)化前后決策向量變化情況，然后選擇相應措施，若變化較大，則以當前決策變量為Qo，轉入步驟4)繼續(xù)迭代，否則轉步驟6)； 6)將搜索范圍減小，d=k0d,(kQ〈l),退回步驟4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于連續(xù)線性規(guī)劃的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，步驟如下建立水庫發(fā)電流量Qi和水電站棄水量Si以及水電站水庫蓄水量Vi之間的非線性關系表達式；利用泰勒級數(shù)一階展開形式線性化水電站發(fā)電數(shù)學模型中的目標函數(shù)；利用標準線性規(guī)劃法求解線性化后的數(shù)學模型在線性化后解的鄰域內(nèi)的最優(yōu)解及目標函數(shù)；判斷決策變量是否與優(yōu)化前一致，然后選擇相應措施，若變化較大，則以當前決策變量為Q0。本發(fā)明利用目標函數(shù)確定搜索范圍，并利用標準線性規(guī)劃法求解線性化后的數(shù)學模型在線性化后解的鄰域內(nèi)的最優(yōu)解及目標函數(shù)在最優(yōu)解處的目標函數(shù)值逐步迭代，快速判斷決策變量是否與優(yōu)化前一致，提高判斷優(yōu)化精度的速度，節(jié)約資源，提高效率。
文檔編號G06Q10/04GK102682347SQ201210142729
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權日2012年5月10日
發(fā)明者于茜, 孫揚, 安波, 張云輝, 李匡, 李獻新, 林旭, 王旭, 雷曉輝, 高力書 申請人:中國水利水電科學研究院, 湖北省電力公司