[发明专利]一种考虑闸门操作规则的水电站洪水优化调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种洪水优化调度方法，具体涉及一种考虑闸门操作规则的水电站洪水优化调度方法。

背景技术

传统的水电站洪水优化调度方法将所有闸门视为一个调度对象，只考虑所有闸门的整体泄流能力，不考虑各个闸门的允许开度、开启顺序、开度组合等闸门操作规则，仅能计算出水电站闸门群整体的优化总泄洪流量过程线，而无法自动制定出各个闸门的优化操作计划。在实际运行环节中，需由调度人员根据该优化总泄洪流量过程线，人工制定各个闸门的操作计划。这种方式难以满足水电站精细化调度和实时滚动调度的业务需求，同时也严重影响了防洪决策的效率。此外，由于实际运行中必须遵循各个闸门的操作规则，无法控制闸门按照预期的优化总泄洪流量过程线运行，造成闸门实际总下泄流量与预期的优化总下泄流量之间的偏差，进而引起后期实际库水位与预期库水位的偏差，进一步加剧实际泄洪流量和预期泄洪流量之间的偏差程度，严重影响了传统水电站洪水优化调度方法的实用价值。

水电站洪水优化调度主要解决入库洪水的优化蓄泄问题，在确保水电站自身安全的前提下，尽可能减轻洪水对下游的危害作用，并适当考虑洪水的资源化利用。传统水电站洪水优化调度方法将所有闸门视为一个对象，通过优化调度计算得到整个水电站的优化泄洪流量过程线，在此过程中并不考虑各个闸门的操作规则。实际执行过程中，需要凭借调度人员的经验和不断试算，参照已得到的预期优化泄洪流量过程线和实际的库水位，确定满足各闸门允许开度、开启顺序、开度组合等操作规则的操作计划，并人工实时调节泄洪设施的闸门开度，使得实际泄洪流量与预期泄洪流量尽可能接近。由于忽略了各闸门的操作规则，传统水电站洪水优化调度方法得到的优化泄洪流量过程线与水电站真实泄流特性不符，从而造成执行环节和计划环节的严重偏离，大幅降低了传统方法计算结果的价值和可参考性。

洪水优化调度的最终目的是通过对洪水的合理调度，使得国民经济损失最小化。然而，洪水所造成的国民经济损失本身难以定量化计算，因此水电站洪水优化调度通常采用简化的方式来考虑洪水损失。一般情况下，洪水所造成的国民经济损失与最大泄洪流量呈正相关性，可以将国民经济损失最小化目标转化为最大泄洪流量最小化目标。利用数学推导可以证明，洪水调度期内运用确定的防洪库容时，最大泄洪流量最小化的方案实际上就是泄洪流量最均匀的方案。由于洪水调度的初始水位和末水位均提前确定，而洪水入库的水量也提前确定，因此根据水量平衡的原理可提前确定出调度期内的总泄洪水量，这意味着调度期内各时段的泄洪流量之和是一个固定值。根据数学原理，当多个自变量之和一定时，可以用各自变量的平方和来表述其均匀程度。因此，可以建立如下目标函数：

Min∫t0tdq2(t)dt,t∈[t0,td]]]>

为了便于使用计算机求解，可对上述目标函数进行离散化：