一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法.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CN111191868A(43)申请公布日2020.05.22(21)申请号201910918904.5(22)申请日2019.09.26(71)申请人深圳市东深电子股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区科技中二路软件园5号楼601(72)发明人魏吉海张奕虹陈柏芳(74)专利代理机构北京德高行远知识产权代理有限公司11549代理人吴襄帅(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法(57)摘要本发明公开一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，包括以下步骤：S1：对水闸的来水流量按小时为时段划分为T个阶段，以t代表变量，相应的时刻t～t+1为面临时段，时刻t+1～T+1为余留时期；S2：描述多阶段决策过程演变过程所处状态的变量，选用每个阶段的库水位Z为状态变量，取Zt和Zt+1，Zt为t时刻初/末的库水位，Zt+1是t+1时段的初始蓄水状态；该基于动态规划模型的水闸优化调度方法通过科学高效的数学模型，优化计算得到的水闸运行方案，能有效提高水闸供水保证率，达到水闸科学运行管理的目标,同时结合计算机应用软件，在一定程度上解放管理人员的双手，节约方案计算时间，大大降低管理人员的工作强度，更好地实现水利现代化管理的目标。CN111191868ACN111191868A权利要求书1/1页1.一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对水闸的来水流量按小时为时段划分为T个阶段，以t代表变量，相应的时刻t～t+1为面临时段，时刻t+1～T+1为余留时期；S2：描述多阶段决策过程演变过程所处状态的变量，选用每个阶段的库水位Z为状态变量，取Zt和Zt+1，Zt为t时刻初/末的库水位，Zt+1是t+1时段的初始蓄水状态；S3：取流量Qt决策变量，给定时段t的初始状态Zt，作出决策Qt，则时段初的状态将演变为时段末的状态Zt+1；S4：通过水量平衡方程求出Vt和Vt+1，再由水位库容关系曲线得到Zt和Zt+1的关系，即为状态转移方程；S5：建立效益函数和目标函数，对于单一水闸，以水闸在调度期供水保证率最高作为优化准则或目标，将防洪安全及其他用水要求作为约束条件处理；S6：建立递推方程；S7：使水闸在运行过程中满足约束条件，得到最终优化结果。2.根据权利要求1所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：所述步骤S4中的状态转移方程为Vt+1＝Vt+(Qr，t-Qt)·ΔtZt+1＝f(Zt)式中：Vt+1、Vt分别为时段t和时段t+1的库容；Qr，t为时段t的来水流量；Qt为时段t的过闸流量；Δt为时段的时长。3.根据权利要求2所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：所述约束条件包括目标水位上下浮动的水位、闸门高度、每次启闭的开度及最大过闸流量中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：所述步骤S6中的递推方程为：fk(sk)＝opt{rk(sk，dk)+fk+1(sk+1)}k为不同阶段。5.根据权利要求4所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：所述递推方程还配合有边界条件。6.根据权利要求5所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：所述边界条件为：fn+1(sn+1)＝0。7.根据权利要求1所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：所述变量为阶段变量t，状态变量Z和决策变量Q。8.根据权利要求1所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：还包括阶段内闸门启闭优化组合的厂内优化模型，将水闸所有闸门顺序编号，每孔闸门作为一个阶段，建立递推方程和状态转移方程，使水闸在运行过程中满足约束条件，得到最终优化结果。9.根据权利要求8所述的一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法，其特征在于：所述约束条件为以闸门启闭中遵循的间隔、对称开启的原则作为约束条件，使得本时段内闸门启闭的开度在各闸门间得到最优分配，使期末的水位达到目标水位。2CN111191868A说明书1/4页一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于动态规划模型的水闸优化调度方法。背景技术[0002]对于大型水闸工程，尤其是闸门数量较多(9孔以上)的水闸，因为水闸上游的水位要求，以及下游河道水流不能过于集中而导致的河道冲刷问题，需要合理的启闭闸门，从而达到既满足上游的蓄水要求，又能避免下游河道冲刷严重，最终实现水闸工程的保持较高供水保证率的优化调度运行的目标。[0003]当前阶段，国内一般采用