专利名称：防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法
技术领域：
本发明涉及洪水调度优化方法，尤其涉及防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法。
背景技术：
梯级水库联合洪水调度越来越受到人们重视。目前关于梯级水库联合洪水调度的优化方法多以大洪水为研究对象，主要是针对防洪效益问题。水库在洪水期的调度实质上涉及防洪与发电两方面问题，应综合考虑洪水特性、工程蓄泄控制能力和实际防洪要求，科学处理防洪与发电、经济效益与防洪安全的矛盾。当前梯级水库联合洪水调度中缺少能够将防洪与发电目标相协调，充分发挥电站调蓄能力，削减下游洪峰，减少洪灾损失，增发汛期水电的模型与方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，能够在洪水调度中协调防洪与发电目标，针对不同标准洪水，采用相应模型，适时发电预泄和关间错峰，减少汛期无益弃水，以最大限度实现梯级水库防洪、发电效益。本发明的技术方案为本发明揭示了一种防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，包括根据实时水情气象信息和洪水预报结果判断洪水大小级别，当洪水期间平均入库流量大于电站满发流量时则判断为大洪水，反之则判断为小洪水；按照级别的不同通过不同的模型进行不同控制目标的优化调度；在每个不同流量、约束设置和控制目标下，得到多个不同的调洪方案，构成对应一场洪水的调洪方案集，作为决策基础，如果在调洪方案集中需要对入库流量进行修改，则反复进行多种入库条件下的仿真调洪计算。根据本发明的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法的一实施例， 该方法还包括通过对调洪方案集中各个调洪方案的人工交互修改，得到调洪预案。根据本发明的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法的一实施例， 在按照级别的不同通过不同的模型进行不同控制目标的优化调度的步骤进一步包括当洪水大小级别为小洪水时，采用第一模型和第四模型，以发电作为主要控制目标；当洪水大小级别为大洪水时，采用第二模型、第三模型和第四模型，以防洪作为主要控制目标。根据本发明的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法的一实施例， 第一模型是调峰电量最大模型给定调度期内入库洪水过程、水库起始水位及控制期末库水位，在考虑各种约束条件下，确定各个水库的调度过程，使得梯级调峰出力最大，其对应
的目标函数是-Minu = A^Cl式中Ct表示第t时段的系统平均负荷，u是目标函数的变量，Pi,t表示第i号电站t时段的出力。根据本发明的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法的一实施例， 第二模型是最大削峰准则模型给定调度期内入库洪水过程、水库起调水位，在考虑各种约束条件下，确定各个水库的洪水调度过程，使水库的下泄流量与下游区间和的最大值达到
最小，其对应的目标函数是
权利要求
1.一种防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，包括根据实时水情气象信息和洪水预报结果判断洪水大小级别，当洪水期间平均入库流量大于电站满发流量时则判断为大洪水，反之则判断为小洪水；按照级别的不同通过不同的模型进行不同控制目标的优化调度； 在每个不同流量、约束设置和控制目标下，得到多个不同的调洪方案，构成对应一场洪水的调洪方案集，作为决策基础，如果在调洪方案集中需要对入库流量进行修改，则反复进行多种入库条件下的仿真调洪计算。
2.根据权利要求1所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特征在于，该方法还包括通过对调洪方案集中各个调洪方案的人工交互修改，得到调洪预案。
3.根据权利要求1所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特征在于，在按照级别的不同通过不同的模型进行不同控制目标的优化调度的步骤进一步包括当洪水大小级别为小洪水时，采用第一模型和第四模型，以发电作为主要控制目标； 当洪水大小级别为大洪水时，采用第二模型、第三模型和第四模型，以防洪作为主要控制目标。
4.根据权利要求3所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特征在于，第一模型是调峰电量最大模型给定调度期内入库洪水过程、水库起始水位及控制期末库水位，在考虑各种约束条件下，确定各个水库的调度过程，使得梯级调峰出力最大，其对应的目标函数是Mn u = Max{Ct -；^/^)式中Ct表示第t时段的系统平均负荷，u是
5.根据权利要求3所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特征在于，第二模型是最大削峰准则模型给定调度期内入库洪水过程、水库起调水位，在考虑各种约束条件下，确定各个水库的洪水调度过程，使水库的下泄流量与下游区间和的最大值达到最小，其对应的目标函数是:= (知+Δβ+υ)2，式中时段
6.根据权利要求3所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特征在于，第三模型是末水位控制模型给定调度期内入库洪水过程、水库起调水位，在考虑各种约束条件下，确定各个水库的洪水调度过程，使得水库在末水位控制前提下，最大下泄量最小，其对应的目标函数为"^/二；^$(知+么0,+1,,)2式中为水库i调洪期末水
7.根据权利要求3所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特征在于，第四模型是人机交互调度模型，分为人工设置水库泄流方式和自动模拟梯级调洪， 并提供两种交互类型常量和固定设备，其中常量有四种泄流方式来多少泄多少、自定义、满发和最大泄量；固定设备有两种泄流方式机组启闭和泄洪设备开启，以上方式均可自定义调洪时段数。
8.根据权利要求3所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特 征在干，第一模型、第二模型、第三模型和第四模型对应的约束条件集合为(a)水量平衡约束
9.根据权利要求1所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特 征在于，梯级水库联合洪水优化调度中通过调洪数值解法来求解。
10.根据权利要求1所述的防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，其特征在于，梯级水库联合洪水优化调度通过动态规划算法来求解。
全文摘要
本发明公开了防洪与发电相耦合的梯级水库联合洪水调度优化方法，能够在洪水调度中协调防洪与发电目标，针对不同标准洪水，采用相应模型，适时发电预泄和关闸错峰，减少汛期无益弃水，以最大限度实现梯级水库防洪、发电效益。其技术方案为根据实时水情气象信息和洪水预报结果判断洪水大小级别，当洪水期间平均入库流量大于电站满发流量时则判断为大洪水，反之则判断为小洪水；按照级别的不同通过不同的模型进行不同控制目标的优化调度；在每个不同流量、约束设置和控制目标下，得到多个不同的调洪方案，构成对应一场洪水的调洪方案集，作为决策基础，如果在调洪方案集中需要对入库流量进行修改，则反复进行多种入库条件下的仿真调洪计算。
文档编号E02B3/00GK102296562SQ201010211880
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者周坚, 张磊, 李建兵, 武新宇, 王强, 王泽环, 真珍, 程春田, 陆建宇 申请人:上海华东电集实业有限公司, 上海华东电集能源科技有限公司, 华东电网有限公司, 大连理工大学