水库优化调度最优决策与效益的找寻方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113705899A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202111006074.2(22)申请日2021.08.30(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人艾学山穆振宇(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人罗敏清(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称水库优化调度最优决策与效益的找寻方法(57)摘要本发明提供一种水库优化调度最优决策与效益的找寻方法，包括：选取发电量最大作为目标函数，建立约束条件，离散出符合实际需要的水位点；根据历史资料计算各离散点位年末平均余留效益；统计历史月径流资料，统计各月不同流量区间对应出现次数占比；计算各来水条件下的月末期望余量效益；在当前月初水位下，根据本月的预报入库流量以及月末期望余量效益计算初水位到各月末水位所有可行点的阶段效益并计算总效益，且在总效益中找到最大效益对应的初水位作为最佳决策点；改变来水条件并上述步骤，得到不同来水条件下各初水位点所能做出的最佳决策。本发明将余留效益与阶段效益结合在一起作为判别最优决策的总效益，使得最优决策更为合理和准确。CN113705899ACN113705899A权利要求书1/3页1.一种水库优化调度最优决策与效益的找寻方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将时段划分出年末和月末的时间节点，选取发电量最大作为目标函数，根据水库运行实际建立约束条件，根据水位范围离散出符合实际需要的水位点；步骤2，根据历史资料计算各离散点位年末平均余留效益；步骤3，统计历史月径流资料，并根据各月来流大小分成若干个区间，再统计各月不同流量区间对应出现次数占比；步骤4，根据步骤3中的各月来流大小和各月不同流量区间对应出现次数占比计算各来水条件下的月末余量效益；步骤5，在当前月初水位下，根据本月的预报入库流量以及步骤4得到的当前月末余量效益，计算初水位到各月末水位所有可行点的阶段效益并计算总效益，且在总效益中找到最大效益对应的初水位作为最佳决策点；步骤6，改变来水条件并重复步骤5，即可得到不同来水条件下各初水位点所能做出的最佳决策，根据此数据绘制不同来水条件下的最佳决策曲线。2.根据权利要求1所述的水库优化调度最优决策与效益的找寻方法，其特征在于，步骤1中选取发电量最大作为目标函数，即：式中：为计划期T内水电站总发电收入，元；P(t)为t时段水电站总出力，kW；C(t)为t时段电价，元/(kW.h)，可反映峰谷电价差异；ΔTh(t)为t时段时间长度，h：其中，约束条件包括水量平衡约束以及水电站物理特性约束。3.根据权利要求2所述的水库优化调度最优决策与效益的找寻方法，其特征在于，(一)水量平衡约束水量平衡方程：V(t+1)＝V(t)+[Qrk(t)‑Qfd(t)‑Qqs(t)]×ΔT(t)；式中：V(t+1)、V(t)分别对应代表t+1时刻、t时刻的库容，ΔT(t)代表时段长，Qrk(t)、Qfd(t)、Qqs(t)分别对应代表水库t时刻的入库、发电、弃水流量；(二)水电站物理特性约束(1)库蓄水量或库水位约束：式中：Zsy(t+1)代表t+1时刻的上游水位，V(t+1)代表t+1时刻的库容，通常为死水位，通常在汛期为汛限水位，非汛期为正常蓄水位，Vmin(t+1)与Vmax(t+1)分别是最小水位、最大水位对应的库容；(2)水位库容曲线约束：Zsy(t+1)＝fZV[V(t+1)]；式中：Zsy(t+1)代表t+1时刻的上游水位，V(t+1)代表t+1时刻的库容，fZV表示水位库容曲线关系；(3)尾水位下泄曲线约束：Zxy(t)＝fZQ[Qck(t)]；2CN113705899A权利要求书2/3页式中：Zxy(t)代表t时刻的下游水位，Qck(t)代表t时刻的出库流量，fZQ表示尾水位下泄流量曲线关系；(4)闸门泄流曲线约束：Qqs(t)≤fQZ[Zxy(t)]；式中：Qqs(t)代表t时刻的弃水流量，Zxy(t)代表t时刻的下游水位，fQZ表示水位与闸门泄流能力曲线关系；(5)水头出力限制曲线限制；P(t)≤fPH[H0(t)]；式中：P(t)代表t时段水电站总出力，kW，H0(t)代表t时刻的水头，fPH表示水头与出力曲线关系。4.根据权利要求1所述的水库优化调度最优决策与效益的找寻方法，其特征在于，步骤1中根据水位范围离散出符合实际需要的水位点，离散方式如下；首先选取水库正常蓄水位作为水位范围上限Zmax，死水位作为水库范围下限Zmin，根据需要设置离散点数M，则