專利名稱：防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法
技術領域：
本發明涉及洪水調度優化方法，尤其涉及防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法。
背景技術：
梯級水庫聯合洪水調度越來越受到人們重視。目前關于梯級水庫聯合洪水調度的優化方法多以大洪水為研究對象，主要是針對防洪效益問題。水庫在洪水期的調度實質上涉及防洪與發電兩方面問題，應綜合考慮洪水特性、工程蓄泄控制能力和實際防洪要求，科學處理防洪與發電、經濟效益與防洪安全的矛盾。當前梯級水庫聯合洪水調度中缺少能夠將防洪與發電目標相協調，充分發揮電站調蓄能力，削減下游洪峰，減少洪災損失，增發汛期水電的模型與方法。
發明內容
本發明的目的在于提供一種防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，能夠在洪水調度中協調防洪與發電目標，針對不同標準洪水，采用相應模型，適時發電預泄和關間錯峰，減少汛期無益棄水，以最大限度實現梯級水庫防洪、發電效益。本發明的技術方案為本發明揭示了一種防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，包括根據實時水情氣象信息和洪水預報結果判斷洪水大小級別，當洪水期間平均入庫流量大于電站滿發流量時則判斷為大洪水，反之則判斷為小洪水；按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優化調度；在每個不同流量、約束設置和控制目標下，得到多個不同的調洪方案，構成對應一場洪水的調洪方案集，作為決策基礎，如果在調洪方案集中需要對入庫流量進行修改，則反復進行多種入庫條件下的仿真調洪計算。根據本發明的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法的一實施例， 該方法還包括通過對調洪方案集中各個調洪方案的人工交互修改，得到調洪預案。根據本發明的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法的一實施例， 在按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優化調度的步驟進一步包括當洪水大小級別為小洪水時，采用第一模型和第四模型，以發電作為主要控制目標；當洪水大小級別為大洪水時，采用第二模型、第三模型和第四模型，以防洪作為主要控制目標。根據本發明的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法的一實施例， 第一模型是調峰電量最大模型給定調度期內入庫洪水過程、水庫起始水位及控制期末庫水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的調度過程，使得梯級調峰出力最大，其對應
的目標函數是-Minu = A^Cl式中Ct表示第t時段的系統平均負荷，u是目標函數的變量，Pi,t表示第i號電站t時段的出力。根據本發明的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法的一實施例， 第二模型是最大削峰準則模型給定調度期內入庫洪水過程、水庫起調水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的洪水調度過程，使水庫的下泄流量與下游區間和的最大值達到
最小，其對應的目標函數是
權利要求
1.一種防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，包括根據實時水情氣象信息和洪水預報結果判斷洪水大小級別，當洪水期間平均入庫流量大于電站滿發流量時則判斷為大洪水，反之則判斷為小洪水；按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優化調度； 在每個不同流量、約束設置和控制目標下，得到多個不同的調洪方案，構成對應一場洪水的調洪方案集，作為決策基礎，如果在調洪方案集中需要對入庫流量進行修改，則反復進行多種入庫條件下的仿真調洪計算。
2.根據權利要求1所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特征在于，該方法還包括通過對調洪方案集中各個調洪方案的人工交互修改，得到調洪預案。
3.根據權利要求1所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特征在于，在按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優化調度的步驟進一步包括當洪水大小級別為小洪水時，采用第一模型和第四模型，以發電作為主要控制目標； 當洪水大小級別為大洪水時，采用第二模型、第三模型和第四模型，以防洪作為主要控制目標。
4.根據權利要求3所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特征在于，第一模型是調峰電量最大模型給定調度期內入庫洪水過程、水庫起始水位及控制期末庫水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的調度過程，使得梯級調峰出力最大，其對應的目標函數是Mn u = Max{Ct -；^/^)式中Ct表示第t時段的系統平均負荷，u是
5.根據權利要求3所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特征在于，第二模型是最大削峰準則模型給定調度期內入庫洪水過程、水庫起調水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的洪水調度過程，使水庫的下泄流量與下游區間和的最大值達到最小，其對應的目標函數是:= (知+Δβ+υ)2，式中時段
6.根據權利要求3所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特征在于，第三模型是末水位控制模型給定調度期內入庫洪水過程、水庫起調水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水庫的洪水調度過程，使得水庫在末水位控制前提下，最大下泄量最小，其對應的目標函數為"^/二；^$(知+么0,+1,,)2式中為水庫i調洪期末水
7.根據權利要求3所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特征在于，第四模型是人機交互調度模型，分為人工設置水庫泄流方式和自動模擬梯級調洪， 并提供兩種交互類型常量和固定設備，其中常量有四種泄流方式來多少泄多少、自定義、滿發和最大泄量；固定設備有兩種泄流方式機組啟閉和泄洪設備開啟，以上方式均可自定義調洪時段數。
8.根據權利要求3所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特 征在干，第一模型、第二模型、第三模型和第四模型對應的約束條件集合為(a)水量平衡約束
9.根據權利要求1所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特 征在于，梯級水庫聯合洪水優化調度中通過調洪數值解法來求解。
10.根據權利要求1所述的防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，其特征在于，梯級水庫聯合洪水優化調度通過動態規劃算法來求解。
全文摘要
本發明公開了防洪與發電相耦合的梯級水庫聯合洪水調度優化方法，能夠在洪水調度中協調防洪與發電目標，針對不同標準洪水，采用相應模型，適時發電預泄和關閘錯峰，減少汛期無益棄水，以最大限度實現梯級水庫防洪、發電效益。其技術方案為根據實時水情氣象信息和洪水預報結果判斷洪水大小級別，當洪水期間平均入庫流量大于電站滿發流量時則判斷為大洪水，反之則判斷為小洪水；按照級別的不同通過不同的模型進行不同控制目標的優化調度；在每個不同流量、約束設置和控制目標下，得到多個不同的調洪方案，構成對應一場洪水的調洪方案集，作為決策基礎，如果在調洪方案集中需要對入庫流量進行修改，則反復進行多種入庫條件下的仿真調洪計算。
文檔編號E02B3/00GK102296562SQ201010211880
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者周堅, 張磊, 李建兵, 武新宇, 王強, 王澤環, 真珍, 程春田, 陸建宇 申請人:上海華東電集實業有限公司, 上海華東電集能源科技有限公司, 華東電網有限公司, 大連理工大學