基于集合预报的水库实时蓄水调度方法.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CN107248015A(43)申请公布日2017.10.13(21)申请号201710552604.0(22)申请日2017.07.07(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)发明人李赫刘攀明波冯茂源张晓琦谢艾利(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代理人俞琳娟(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1页(54)发明名称基于集合预报的水库实时蓄水调度方法(57)摘要本发明提供一种基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，能够提高对各类径流资料的利用效率，优化调度结果，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.确定当前调度期从面临时段到蓄水期末的总时长，确定集合预报的预见期长度，将整个调度期划分为预见期和余留期；步骤2.确定预见期和余留期内的径流输入资料；步骤3.建立水库优化调度模型；步骤4.得到当前面临时段的调度决策表；步骤5.当实际入流情况已经发生时，根据当前水库库容和入流情况，查阅调度决策表，进行插值计算，求得该阶段末的水库库容；步骤6.对于整个蓄水期，逐天重复步骤1-5，更新预报信息，求得每天的调度决策表，并指导进行每天的实时调度，进而完成整个蓄水期的调度。CN107248015ACN107248015A权利要求书1/3页1.一种基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.确定当前调度期从面临时段到蓄水期末的总时长，确定集合预报的预见期长度，将整个调度期划分为预见期和无预报资料时段的余留期；步骤2.确定预见期和余留期内的径流输入资料：在预见期内，集合预报采用多条径流过程曲线来描述；在余留期直接使用历史同期的径流实测资料，视为可能发生的入库径流，以补全整个调度期的入库径流；步骤3.建立水库优化调度模型，确定目标函数以及约束条件，使用抽样随机动态规划方法进行求解，考虑预见期内可能发生的径流情景与余留期内径流情景间的转移概率，并且以水库库容离散值和水库入流情景作为二维状态变量；步骤4.根据步骤3的求解得到当前面临时段的调度决策表，该调度决策表包含有每一种水库库容和每一种入流情景的组合下、所对应的阶段末的最佳水库库容；步骤5.当实际入流情况已经发生时，根据当前水库库容和入流情况，查阅调度决策表，进行插值计算，求得该阶段末的水库库容；步骤6.对于整个蓄水期，从第一天至蓄水期末，逐天重复步骤1-5，逐日更新预报信息，进行优化求解，求得每天的调度决策表，并指导进行每一天的实时调度，进而完成整个蓄水期的调度。2.根据权利要求1所述的基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，其特征在于：其中，在所述步骤2中，预见期内使用集合预报成果，共生成m种径流情景：式中，(t＝1,2,…,H；j＝1,2,…,m)为第j种预报入流情景时，第t时段的入流；余留期内使用历史同期径流资料，共n种入流情景：式中，(t＝H+1,H+2,…,T；j＝1,2,…,n)为第j种历史入流情景时，第t时段的入流。3.根据权利要求2所述的基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，其特征在于：其中，在所述步骤3中：目标函数为：式中，E为蓄水期的总发电量，T为调度期总长度，Nt为每天的发电出力，Δt为24小时；约束条件至少包括：2CN107248015A权利要求书2/3页(1)水量平衡约束Vt+1＝Vt+Qt-Rt，式中，Vt+1为时段末水库库容，Vt为时段末水库库容，Qt为时段的水库入流，Rt为时段的水库出流；(2)水位约束式中，Zt为时段内的最小允许水位，为时段内的满足防洪安全要求的最大允许水位；(3)下泄流量式中，Rt为时段内的最小允许出流，为时段内的最大允许出流；(4)出力约束式中，Nt为时段内的最小允许出力，为时段内的最大允许出力。4.根据权利要求3所述的基于集合预报的水库实时蓄水调度方法，其特征在于：其中，在步骤3中，使用抽样随机动态规划方法求解时：(1)阶段变量：以天为调度时段，t＝1,2,…,T；(2)状态变量：将水库库容离散为L种情况，以各时段初水库库容和入流情景作为二维l状态变量，即(t＝1,2,…,T；l＝1,2,…,L；j＝1,2,…,m/n)，Vt为第t时段初水库库容为第l种情况，表示第t时段的入流为第k种情景；(3)决策变量：各种离散库容情况下、各种入流情景下，时段末的水库最佳库容；(4)状态转移方程：Vt+1＝Vt+Qt-Rt，式中Vt+1为时段末库容，Vt为时段初库容，Qt为该时段的入库流量，Rt为该时段的出库流量；(5)递推方程：通过集合预报预见期长度将整个蓄水期分为预见期和余留期两