专利名称：多年调节水库年末消落水位预测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多年调节水库年末消落水位预测方法及系统，属于梯级水库群优化调度领域。
背景技术：
从现有资料看，国内外关于多年调节水库年末消落水位研究甚少。一方面，因为多年调节水库并不多见；另一方面，现行调度体制通常以年为单位评价调度的好坏，没有充分考虑多年调节水库年末消落水位对未来调度的影响，因此该项研究没有引起足够的重视。近年来，随着流域梯级水电站的大规模开发，多年调节水库逐渐增多，水电逐步参与电力市场的竞争，多年调节水库在梯级调度中发挥的补偿作用越来越大，使得多年调节水库年末消落水位的优选成为了梯级水库调度研究中的热点和难点问题之一。黄强等(1999)提出的应用数理统计、数值分析的理论及方法，研究了龙羊峡多年调节水库年末消落水位在不同起调水位下的控制规律，并进行了风险分析，该方法在建立函数关系之前，必须事先假设函数的类型(即线性、非线性、指数或幂函数等)，而多年调节水库年末消落水位Z年消与主要因素之间的关系有时很难用一个确定的函数式来描述，直接影响了该方法的准确性。针对上述问题，张雯怡(2006)等对该方法进行了改进，在利用逐步回归找出年末消落水位影响因素的基础上，利用遗传算法和BP神经网络算法，对多年调节水库年末消落水位进行了预测，由于人工智能算法的训练需要大量样本数据，对于径流资料系列不长的水库，则难以达到训练要求。邹进(2006)在分析多年调节水库水电站发电量与水库蓄能量关系的基础上，建立了确定梯级水库中多年调节水库年末消落水位的模糊多目标决策模型，但模型在求解时权重系数难以确定，而且求解过程比较繁琐。过夏明(2003)提出了考虑丰枯分时电价的水库长期优化调度模型，在设定的若干年末消落水位下，加入了电价因子以确定发电量最大的最优发电策略，但该方法未能把多年调节水库年末以后的调度后期效益考虑进去，使得该模型在制定年末消落水位时缺乏依据。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多年调节水库年末消落水位预测方法及系统，求解过程简单，考虑了多年调节水库年末以后的调度后期效益，能够提高预测方法的准确性，与BP神经网络等方法相比，本发明更适用于径流资料系列不长的水库。为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案一种多年调节水库年末消落水位预测方法，包括以下步骤SI，建立多年调节水库年末消落水位预测模型，并将其存储在模型库中；S2，预测服务器根据梯级总能量最大为优化调度目标，计算选择相应的多年调节水库年末消落水位预测模型；S3，预测服务器调用算法库中的模型求解算法，求解多年调节水库年末消落水位预测模型，得到年末消落水位规律。
前述的多年调节水库年末消落水位预测方法中，多年调节水库年末消落水位预测模型包括多目标耦合预测模型和基于数理统计挖掘的逐步回归预测模型。前述的多年调节水库年末消落水位预测方法中，(I)多目标耦合预测模型的目标函数为E = Max(Ed+Es)，式中E为梯级水库发电总能量，Ed为梯级水库当年发电量，Es为多年调节水库的年末蓄能量，
权利要求
1.ー种多年调节水库年末消落水位预测方法，其特征在于，包括以下步骤 Si，建立多年调节水库年末消落水位预测模型，并将其存储在模型库中； S2，预测服务器根据梯级总能量最大为优化调度目标，计算选择相应的多年调节水库年末消落水位预测模型； S3，预测服务器调用算法库中的模型求解算法，求解多年调节水库年末消落水位预测模型，得到年末消落水位規律。
2.根据权利要求I所述的多年调节水库年末消落水位预测方法，其特征在于多年调节水库年末消落水位预测模型包括多目标耦合预测模型和基于数理统计挖掘的逐步回归预测模型。
3.根据权利要求2所述的多年调节水库年末消落水位预测方法，其特征在于 (1)多目标耦合预测模型的目标函数为E= Max(Ed+Es)，式中 E为梯级水库发电总能量，Ed为梯级水库当年发电量，Es为多年调节水库的年末蓄能量， i=l J=I9J1-I即目标函数 Ob: Max E = MaxIYJjKlOuHu^AjVmHi]i-1 1-1J-i 式中n为整个梯级水库个数,m为梯级水库中多年调节水库个数，T为时段总数,Ki为编号为i的水库综合出力系数，Qi, t为编号为i的水库在时段t的发电流量，Hi, t为编号为i的水库在时段t的发电净水头，为系数即= Kj/3600,VnJ为编号为j的多年调节水库在年末的库容，为编号为j的多年调节水库在年末蓄留库容的平均发电水头，若该多年调节水库下游仍有水库，则应为下游水库蓄留库容的平均发电水头之和； (2)多目标耦合预测模型的约束条件包括a 水量平衡约束V (i, t+1) = V (i, !^ + (Q1Q, t)-Q0(i, t)) X At, 式中V(i, t)、V(i, t+1)分别表示第i个水库t时段的初、末库容W1Q, t) >Q0(i, t)分别表示第i个水库第t时段的入库和出库流量；b 流量平衡约束=Q1 (i+1, t) = Q0(i, t)+q(i, t), 式中q(i，t)表示第i和i+1个水库t时段的区间入流； c 蓄水位约束Zmin(i, t) く Z(i, t) く Zmax(i, t), 式中分别表示第i个水库第t时段允许水位的上、下限； d 泄流量约束Q0min (i, t) ( Q0 (i, t) ( Q0maxQ, t)， 式中Qanax(i，t) > Q0min(i, t)分别表示第i个水库泄流量的上、下限； e 电站出力约束Nmin(i, t) ；^N(i，t)彡 Nmax(i，t), 式中分别表示第i个水库第t时段允许出力的上、下限。
4.根据权利要求2或3所述的多年调节水库年末消落水位预测方法，其特征在于应用逐步优化-逐次逼近动态规划混合算法求解多目标耦合预测模型。
5.根据权利要求2所述的多年调节水库年末消落水位预测方法，其特征在于基于数理统计挖掘的逐步回归预测模型的求解是基于梯级水库群长系列联合优化调节计算結果，运用逐步回归分析方法，建立多年调节水库年末消落水位相关因子的非线性函数，并对其进行合理性检验。
6.根据权利要求5所述的多年调节水库年末消落水位预测方法，其特征在于逐步回归方法在拟合函数时，根据拟定的置信度水平，利用F检验，对各个因子进行引入或者踢出操作，从而自动挑选最佳因子来组合拟合函数。
7.实现权利要求I 6所述方法的ー种多年调节水库年末消落水位预测系统，其特征在于包括预测模型库(I)、预测服务器(4)和算法库(3)，预测服务器(4)上设有模型选择模块(2)和预测结果数据库(5)，模型选择模块(2)分别与预测模型库(I)、算法库(3)连接，算法库(3)与预测结果数据库(5)连接，其中， 预测模型库(I)，用于存储多年调节水库年末消落水位预测模型；模型选择模块(2)，用于预测服务器(4)根据梯级总能量最大为优化调度目标，选择相应的多年调节水库年末消落水位预测模型； 算法库(3)，用于存储求解多年调节水库年末消落水位预测模型； 预测结果数据库(5)，用于存储求解模型获得的年末消落水位規律。
8.根据权利要求7所述的多年调节水库年末消落水位预测系统，其特征在于预测服务器(4)上还设有长系列联合优化调节计算模块出)，长系列联合优化调节计算模块(6)分别与算法库(3)、预测结果数据库(5)连接，用于对流域长系列径流资料进行计算，得到长系列联合优化调节计算結果。
全文摘要
本发明公开了一种多年调节水库年末消落水位预测方法及系统，所述方法包括以下步骤S1，建立多年调节水库年末消落水位预测模型，并将其存储在模型库中；S2，预测服务器根据梯级总能量最大为优化调度目标，计算选择相应的多年调节水库年末消落水位预测模型；S3，预测服务器调用算法库中的模型求解算法，求解多年调节水库年末消落水位预测模型，得到年末消落水位规律。与现有技术相比，本发明求解过程简单，考虑了多年调节水库年末以后的调度后期效益，能够提高预测方法的准确性；与BP神经网络等方法相比，本发明更适用于径流资料系列不长的水库。
文档编号G06Q10/02GK102855524SQ201210288419
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者何光宏, 王义民, 朱江, 李泽宏, 张永永, 肖燕, 刘晋, 王敏 申请人:贵州乌江水电开发有限责任公司