[发明专利]一种兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度方法

权利要求书

1.一种兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度方法，其特征在于：按以下步骤进行：

㈠根据中华鲟产卵期多年跟踪监测资料统计得出中华鲟产卵所需水文水动力条件及相关参数的适宜性曲线，以产卵场产卵加权可利用面积表征中华鲟产卵场产卵适合度，依据河流内流量增量法建立中华鲟产卵适合度模型；

㈡针对中华鲟产卵场建立水动力数学模型，数值模拟大坝不同运行工况下的中华鲟产卵场水动力环境，将产卵场数值模拟结果代入产卵适合度模型得出不同大坝运行工况下的产卵场产卵适合度；

㈢以水库运行参数为自变量，产卵场产卵适合度为因变量，将步骤㈡的计算工况及结果作为学习样本输入三层BP神经网络进行学习训练，建立水库调度与中华鲟产卵场适合度函数关系表达式；

㈣以中华鲟产卵场适合度最大作为产卵期水库调度生态目标，建立水库调度生态效益目标函数，以发电量最大建立水库调度经济效益目标函数；

㈤明确水库调度的约束条件：水量平衡约束、航运上游水位变幅约束、航运上游通航水位约束、水库最大下泄流量约束、供水最小下泄流量约束、水轮机工作水头约束、水轮机出力限制约束、水轮机最大过水量约束；

㈥建立包括步骤㈤约束条件及步骤㈣目标函数的多目标水库优化调度模型，模型以大坝出库流量、电厂发电泄流流量、泄水闸弃水流量为变量，采用理想点优化方法将多目标转化为单目标函数进行优化求解；

㈦应用逐步优化算法及复合形优化算法对转换得到的单目标调度模型进行优化求解，得到中华鲟产卵期兼顾中华鲟繁殖需求的水库最优调度过程及最优运行方式。

2.如权利要求1所述的兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度方法，其特征在于：所述步骤㈠中，中华鲟产卵适合度模型为：

                            (1)

                            (2)

WUA：产卵场产卵加权可利用面积，

：每个单元影响因子的组合适宜值，

：流速适宜值，

：水深适宜值，

：河道指标，包括河床质和遮蔽物，

：每个单元在水平面上的投影面积。

3.如权利要求1所述的兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度方法，其特征在于：所述步骤㈡中，水动力数学模型采用基于N-S方程推导的雷诺平均方程的三维浅水方程，包括连续方程、两个水平动量方程及标准k-ε湍流模型。

4.如权利要求1所述的兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度方法，其特征在于：所述步骤㈢中，所述水库调度与中华鲟产卵场适合度函数关系表达式为：

y：产卵场底层产卵加权可利用面积，产卵场产卵适合度，

x：大坝运行方式表征变量，

w1、w2：神经网络学习权值，

Theta1、Theta2：神经网络学习阈值。

5.如权利要求1所述的兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度方法，其特征在于：所述步骤㈣中，水库调度生态效益目标函数和水库调度经济效益目标函数为：

：水电站机组出力，

A：水电站出力系数，

：发电流量（实施例中），

:水轮机最大限制出力，

调节周期为10～11月，计算时段取等时段，以天为计算时段时长，=24小时。