[发明专利]一种基于POA算法的水库防洪调度方法

说明书

本发明公开了一种基于POA算法的水库防洪调度方法，包括以最大削峰准则为最优准则建立目标函数，确立各种约束条件构建水库防洪调度模型；基于水量平衡原理，利用分段补偿方法改进POA算法，并用改进后的POA算法求解水库防洪调度模型。本发明克服了传统POA过于依赖初始解的问题，提高了高维度下的全局搜索能力并且加快了收敛速度，能够快速准确地找到水库防洪的最优调度方案。

技术领域

本发明涉及一种基于POA算法的水库防洪调度方法，属于水库防洪调度技术领域。

背景技术

在水库防洪调度中常涉及多时段决策问题，动态规划是易于求得全局最优解的一种最优化算法。但动态规划在变量个数增加时，实际计算会遇到“维数障碍”，使得计算量过大；并且动态规划要求状态变量满足无后效性，当遇到洪水演算时，便不能运用此算法。逐步优化算法(简称POA)考虑到了动态规划的缺点，将多时段问题转为多个两时段问题，逐段寻优，反复循环，直到达到收敛条件为止。POA有着计算效率高，易于编程且存贮空间小，模型相对固定等优点，因而经常用于水库防洪调度中。但在解决实际调度问题中，POA常常受限于初始解而无法收敛到全局最优，为了达到最优的防洪调度效果，必须寻找一种更为智能的优化算法求解。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于POA算法的水库防洪调度方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于POA算法的水库防洪调度方法，包括以下步骤，

以最大削峰准则为最优准则建立目标函数，确立各种约束条件构建水库防洪调度模型；

基于水量平衡原理，利用分段补偿方法改进POA算法，并用改进后的POA算法求解水库防洪调度模型。

在水库断面且无区间入流，目标函数公式为，

其中，f(q_t)为目标函数，q_t为t时刻水库下泄流量，t₀,t_D分别为调度期始、末时间；

在水库断面且有区间入流，目标函数公式为，

其中，q_区,t为t时刻区间流量；

在下游防洪断面，目标函数公式为，

其中，q_防,t为t时刻下游防洪断面流量。

约束条件包括水库水量平衡约束、水位约束、泄流能力约束、出库流量变幅约束和非负约束。

水库水量平衡约束为，

V_t＝V_t-1+(Q_t-q_t)Δt

其中，V_t为t时刻库容，V_t-1为t-1时刻库容，Q_t为t时刻水库入流量，q_t为t时刻水库下泄流量，Δt是期初到期末的时长；

水位约束为，

Z_min≤Z_t≤Z_max

其中，Z_t为t时刻水库水位，Z_min,Z_max分别为t时刻水库允许的最低和最高水位；

泄流能力约束为，

q_t≤q(Z_t,B_t)