本發(fā)明涉及水文和電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于離散度分析的多流域典型水文年選取方法。

背景技術(shù)：

以往典型水文年選取主要是針對(duì)某條河流或某流域，而典型水文年的選取影響水電站月平均出力、保證出力等水電出力特性指標(biāo)。通常，在進(jìn)行某個(gè)區(qū)域電網(wǎng)電力電量平衡計(jì)算分析中，區(qū)域內(nèi)的水電站分布不完全來(lái)自于同一流域，而是分布于多個(gè)流域。

目前，多流域的水電站出力特性即將單座水電站的出力特性簡(jiǎn)單疊加而成，缺乏將多流域水電站群作為一個(gè)整體進(jìn)行深入研究與分析，對(duì)各流域水電站來(lái)水的相關(guān)性和互補(bǔ)性考慮不足。在采用上述簡(jiǎn)單疊加后的水電出力特性，計(jì)算某個(gè)區(qū)域電力供需平衡時(shí)，結(jié)果與實(shí)際供需情況存在差異，豐水年水電出力過(guò)于樂(lè)觀，枯水年水電出力過(guò)于悲觀。

為了得到更接近于實(shí)際情況的多流域水電站集出力特性，有必要將多流域水電站群作為一個(gè)整體，考慮各流域間來(lái)水的相關(guān)性和互補(bǔ)性，統(tǒng)一選取典型水文年，為水能計(jì)算奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述分析，本發(fā)明旨在提供涉及一種基于離散度分析的多流域典型水文年選取方法，用于解決上述問(wèn)題。

本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于離散度分析的多流域典型水文年選取方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：對(duì)通過(guò)分析審查的徑流資料進(jìn)行整編，繪出各流域水電站年平均流量的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線；

步驟2：基于皮爾遜iii型曲線及適線法確定各流域水電站采用的理論頻率曲線；

步驟3：根據(jù)設(shè)計(jì)保證率確定各流域單座水電站典型水文年的設(shè)計(jì)年徑流量值；

步驟4：根據(jù)離散度及權(quán)重因子選取多流域水電站群統(tǒng)一的典型水文年。

所述步驟1中，繪出各流域水電站年平均流量的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線步驟如下：

1)計(jì)算各水電站逐年平均流量，公式為：

式(1)中，qj為徑流資料通過(guò)分析審查的某電站j月流量的平均值，為年平均流量。

2)各水電站的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線繪制：根據(jù)n年徑流實(shí)測(cè)資料，將樣本系列按數(shù)值由大到小的次序排列，求出等于和大于樣本系列中任一值的頻率，公式為：

式(2)中，p為等于和大于樣本系列中任一值的頻率，m為由大到小排列的序號(hào)，n為樣本系列的總項(xiàng)數(shù)。

3)以年平均流量為縱坐標(biāo)，經(jīng)驗(yàn)頻率為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪各水電站的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。

所述步驟2中，基于皮爾遜iii型曲線及適線法確定各流域水電站采用的理論頻率曲線，步驟如下：

1)計(jì)算各水電站年平均流量作為樣本系列的均值變差系數(shù)cv、偏態(tài)系數(shù)cs；

2)選用皮爾遜iii型曲線，查kp值，得不同頻率p對(duì)應(yīng)的模比系數(shù)kp，算出各kp值對(duì)應(yīng)的流量絕對(duì)值，得到一組統(tǒng)計(jì)參數(shù)(cv、cs)相對(duì)應(yīng)的一條皮爾遜iii型理論頻率曲線。將其與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)對(duì)照，觀察曲線擬合程度，反復(fù)調(diào)整統(tǒng)計(jì)參數(shù)，直到找到與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)配合得較好的理論頻率曲線。

3)繪出各水電站的皮爾遜iii型理論頻率曲線。

所述步驟3中，根據(jù)設(shè)計(jì)保證率確定各流域單座水電站典型水文年的設(shè)計(jì)年徑流量值，步驟如下：

1)確定水電站設(shè)計(jì)保證率p0，各區(qū)域根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)取值；

2)查理論頻率曲線上各水電站的典型年徑流量值：

典型枯水年：p＝p0對(duì)應(yīng)的流量

典型平水年：p＝50％對(duì)應(yīng)的流量

典型枯水年：p＝(1-p0)對(duì)應(yīng)的流量

得到每座水電站的

所述步驟4中，根據(jù)離散度及權(quán)重因子選取多流域水電站群統(tǒng)一的典型水文年，步驟如下：

1)定義kj為電站j裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的比重，為第j座水電站第i年的年平均流量，為第j座水電站的典型平水年的年平均流量；

2)以選取多流域m座水電站的典型平水年為例，計(jì)算n年徑流實(shí)測(cè)資料逐年的離散度σi

3)多流域典型平水年即min(σi)對(duì)應(yīng)的年份i。

本發(fā)明提出的一種基于離散度分析的多流域典型水文年選取方法，在計(jì)及原有分析方法不足的基礎(chǔ)上，將多流域水電站群作為一個(gè)整體，考慮各水電站來(lái)水的互補(bǔ)關(guān)系進(jìn)而選取統(tǒng)一典型水文年，對(duì)單座水電站的典型水文年選取同樣適用。

附圖說(shuō)明

圖1是某水電站年平均流量的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線及理論頻率曲線圖；

圖2是某水電站的典型水文年的設(shè)計(jì)年徑流量值；

圖3根據(jù)離散度及權(quán)重因子選取單座水電站的典型水文年；

圖4根據(jù)離散度及權(quán)重因子選取多流域水電站群的典型水文年。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的某一實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于離散度分析的多流域典型水文年選取方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：對(duì)通過(guò)分析審查的徑流資料進(jìn)行整編，繪出各流域水電站年平均流量的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線；

步驟2：基于皮爾遜iii型曲線及適線法確定各流域水電站采用的理論頻率曲線；

步驟3：根據(jù)設(shè)計(jì)保證率確定各流域單座水電站典型水文年的設(shè)計(jì)年徑流量值；

步驟4：根據(jù)離散度及權(quán)重因子選取多流域水電站群統(tǒng)一的典型水文年。

所述步驟1中，繪出各流域水電站年平均流量的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線步驟如下：

1)計(jì)算各水電站逐年平均流量，公式為：

式(1)中，qj為徑流資料通過(guò)分析審查的某電站j月流量的平均值，為年平均流量。

表1某水電站54年逐月及逐年平均流量m³/s

2)各水電站的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線繪制：根據(jù)n年徑流實(shí)測(cè)資料，將樣本系列按數(shù)值由大到小的次序排列，求出等于和大于樣本系列中任一值的頻率，公式為：

式(2)中，p為等于和大于樣本系列中任一值的頻率，m為由大到小排列的序號(hào)，n為樣本系列的總項(xiàng)數(shù)。

3)以年平均流量為縱坐標(biāo)，經(jīng)驗(yàn)頻率為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪各水電站的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。

附圖1離散點(diǎn)“·”即為某水電站的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。

所述步驟2中基于皮爾遜iii型曲線及適線法確定各流域水電站采用的理論頻率曲線，步驟如下：

1)計(jì)算各水電站年平均流量作為樣本系列的均值變差系數(shù)cv、偏態(tài)系數(shù)cs；

2)選用皮爾遜iii型曲線，查kp值，得不同頻率p對(duì)應(yīng)的模比系數(shù)kp，算出各kp值對(duì)應(yīng)的流量絕對(duì)值，得到一組統(tǒng)計(jì)參數(shù)(cv、cs)相對(duì)應(yīng)的一條皮爾遜iii型理論頻率曲線。將其與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)對(duì)照，觀察曲線擬合程度，反復(fù)調(diào)整統(tǒng)計(jì)參數(shù)，直到找到與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)配合得較好的理論頻率曲線。

3)繪出各水電站的皮爾遜iii型理論頻率曲線。

以某水電站為例，統(tǒng)計(jì)參數(shù)(cv＝0.17、cs＝0.60)相對(duì)應(yīng)的一條皮爾遜iii型曲線與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)配合得較好，作為某水電站的理論頻率曲線，如附圖1實(shí)線所示。

所述步驟3中，根據(jù)設(shè)計(jì)保證率確定各流域單座水電站典型水文年的設(shè)計(jì)年徑流量值，步驟如下：

1)確定水電站設(shè)計(jì)保證率p0，各區(qū)域根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)取值；

2)查理論頻率曲線上各水電站的典型年徑流量值：

典型枯水年：p＝p0對(duì)應(yīng)的流量

典型平水年：p＝50％對(duì)應(yīng)的流量

典型枯水年：p＝(1-p0)對(duì)應(yīng)的流量

得到每座水電站的

以設(shè)計(jì)保證率p0＝90％為例，在理論頻率曲線上對(duì)應(yīng)查典型枯、平、豐水年的流量，得到附圖2某水電站的

所述步驟4中，根據(jù)離散度及權(quán)重因子選取多流域水電站群統(tǒng)一的典型水文年，步驟如下：

1)定義kj為電站j裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的比重，為第j座水電站第i年的年平均流量，為第j座水電站的典型平水年年平均流量；

以單座水電站和6座水電站為例，若為單座水電站則k1＝1；若為6座水電站，kj如表2所示。

表26座水電站權(quán)重因子kj

2)以選取單電站和多流域6座水電站的典型平水年為例，計(jì)算逐年的離散度σi

表3單座水電站的逐年離散度σim³/s

表46座水電站的逐年離散度σi

3)多流域典型平水年即min(σi)對(duì)應(yīng)的年份i。

從表3來(lái)看，單座水電站離散度最小年份為1987-1988年，即選取1987-1988水文年為此水電站典型平水年，如附圖3所示。

從表4來(lái)看，對(duì)應(yīng)不同流域6座水電站群離散度最小年份為1978-1979年，即選取1978-1979水文年為多流域水電站群典型平水年，如附圖4所示。

本發(fā)明提出的一種基于離散度分析的多流域典型水文年選取方法，在計(jì)及原有分析方法不足的基礎(chǔ)上，將多流域水電站群作為一個(gè)整體，考慮各水電站來(lái)水的互補(bǔ)關(guān)系進(jìn)而選取統(tǒng)一典型水文年，對(duì)單座水電站的典型水文年選取同樣適用。

以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。