[发明专利]基于均匀设计的水库优化调度方法

说明书

本发明提供一种基于均匀设计的水库调度方法。该方法包括：步骤1、确定因素水平数n，根据所述因素水平数n生成一个n*m的均匀设计表，m为n的欧拉函数值；步骤2、确定调度期T，所述调度期T被划分为M个时段；步骤3、根据均匀设计表的偏差从所述均匀设计表的m列数据中选取M列数据作为所述M个时段的试验水平数；步骤4、根据设定的水量平衡公式确定每个时段内水库蓄水量的限值，并根据每个时段内水库蓄水量的限值得到一个n*M的水库库容值表；步骤5、根据所述水库库容值表确定水库调度线并经过优化过程筛选出最佳水库调度线。本发明首先生成了可行空间，然后在可行空间内寻找最优调度方案，更具有针对性，方法简单明了。

技术领域

本发明涉及水资源规划管理技术领域，尤其涉及一种基于均匀设计的水库优化调度方法。

背景技术

水库调度的理论与方法是随着20世纪初水库和水电站的大量兴建而逐步发展起来的，并逐步实现了综合利用和水库群的水库调度。在调度方法上，1926年苏联A.A.莫洛佐夫提出水电站水库调配调节的概念，并逐步发展形成了水库调度图。这种图至今仍被广泛应用。50年代以来，由于现代应用数学、径流调节理论、电子计算机技术的迅速发展，使得以最大经济效益为目标的水库优化调度理论得到迅速发展与应用。随着各种水库调度自动化系统的建立，使水库实时调度达到了较高的水平。中国自50年代以来，水库调度工作随着大规模水利建设而逐步发展。大中型水库比较普遍地编制了年度调度计划，有的还编制了较完善的水库调度规程，研究和拟定了适合本水库的调度方式，逐步由单一目标的调度走向综合利用调度，由单独水库调度开始向水库群调度方向发展，考虑水情预报进行的水库预报调度也有不少实践经验，使水库效益得到进一步发挥。当前的水库调度中有多种优化算法，其中动态规划法(DP)在的精度较高，但在具体使用时会占用大量的计算机内存，以至于造成维数灾问题，因此其主要应用于单个水库的优化调度问题中，此后为了克服水库调度中的维数灾问题，逐步优化法(POA)、遗传算法(GA)、离散微分动态规划法(DDDP)等优化方法随后应运而生。

DP法是一种可用于解决包含多阶段决策问题的方法。首先确定发电效益最大化为优化调度的目标，一年为整个调度期的时间长度，一个月为划分的时段长度。在整个调度期内，已知月入库流量的情况下选取水库蓄水量V_i(i＝1,2,…,T)为状态变量，水电站在每个时段内的泄流量q作为决策变量，具体计算步骤如下：步骤1：一般情况下动态规划法(DP)的计算精度较高，在求解过程中根据正常蓄水位Z_z与死水位Z_s的差值大小确定离散的网格数目N，汛期时则是根据正常蓄水位Z_z与水库汛期限制水位Z_x的差值大小确定网格数目N。在网格数目N的大小确定之后，在整个调度期T内根据每个月水库的蓄水量上下限得出离散后的蓄水量步骤2：在每个时段i内根据时段末状态变量计算相应的时段出力值N_i，确定在每个时段i内的最优出力，并记录下所对应时段i的时段末状态变量步骤3：在多阶段决策过程中，每一个阶段的最优出力只和该阶段内的状态变量有关，前一个阶段末的状态变量作为后一个阶段初的状态变量，依次类推，在划分的网格内，若上一阶段的最优出力值N_i已经确定，则把上阶段末的蓄水量作为下阶段初的蓄水量再进行计算。步骤4：在整个调度期T内，依次把求得的各个时段的最优状态变量连接起来即可得到所求调度线最后计算得出出力过程N_i与泄流量q_i。