[发明专利]一种基于随机森林的梯级水电站群联合调度规则提取方法

权利要求书

1.一种基于随机森林的梯级水电站群联合调度规则提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立并求解以梯级水电站群调度期内总发电量最大为目标、以水量平衡约束、上下限水位约束、水位变幅约束、最大最小流量约束、流量变幅约束、负荷约束、调度期初水位约束和调度期末水位约束为约束条件的联合优化调度模型；

(2)确立调度函数的决策变量与输入因子，基于联合优化调度模型结果通过水电调算生成样本集；

(3)确立梯级各水电站同步映射的调度函数结构；

(4)利用随机森林回归模型建立映射关系并决策；

(5)对约束条件被破坏的情况进行修正；

(6)滚动调度并多次计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机森林的梯级水电站群联合调度规则提取方法，其特征在于，步骤(1)中所述联合优化调度模型以梯级水电站群调度期内总发电量最大为目标函数：

式中，E为梯级水电站群调度期内总发电量，n、T分别为梯级电站数、调度期时段数；T_t为时段长；H_i,t分别为第i个水电站第t时段的出力、发电流量、发电水头。

3.根据权利要求1所述的一种基于随机森林的梯级水电站群联合调度规则提取方法，其特征在于，步骤(1)中所述联合优化调度模型的约束条件具体为；

1)水量平衡约束

式中，V_i,t+1、V_i,t为第i库第t时段末、初水库蓄量；Q_i,t、J_i,t和S_i,t分别为第i库第t时段入库流量、弃水流量、损失流量；

2)上、下限水位约束及水位变幅约束

|Z_i,t+1-Z_i,t|≤△Z_i；

式中，Z_i,t、Z_i,t、分别为第i库第t时段初水位、下限水位、上限水位；△Z_i为第i库允许水位变幅；

3)最大、最小流量约束及流量变幅约束

|q_i,t+1-q_i,t|<△q_i；

式中，q_i,min为第i库满足下游航运、生态和供水综合利用的最小流量；q_ei,max为第i库水轮机组最大过水能力；△q_i为第i库允许下泄流量变幅；q_i,t、q_i,t+1分别为第i库第t时段、第t+1时段出库流量；

4)负荷约束

N_i,t≤N_i,t≤NY_i；

式中，N_i,t、N_i,t为第i电站第t时段的计算出力、电网对电站的最小负荷要求；NY_i为第i电站装机容量；

5)调度期初、期末控制水位约束

式中，Z_is、为第i库调度期初计算水位、起调水位；Z_ie、为第i库调度期末计算水位、期末控制水位；

所述联合优化调度模型以轮库迭代法为求解算法，计算结果为调度期内各水电站各时段末最优水位值。

4.根据权利要求1所述的一种基于随机森林的梯级水电站群联合调度规则提取方法，其特征在于，步骤(2)中以梯级水电站群历史长系列入库流量为输入，利用联合优化调度模型计算，得到调度期内逐年各库各时段末最优水位值，并通过水电调算，即通过水量平衡公式和水能计算方程计算，生成各库长系列的样本集，该样本集包括测试样本和训练样本；

选择代表水库时段初状态和时段来水情况的变量作为输入因子；

决策变量选择代表水库时段泄流决策的变量作为决策变量。