[发明专利]一种水库确定性优化调度的调度域确定方法及其设备

权利要求书

1.一种水库确定性优化调度的调度域确定方法，包括以下步骤：

步骤1，由模拟调度模型系统建立水库模拟调度模型，具体方法为：根 据水库的水位-库容关系曲线，水位-泄流能力关系曲线，确定性的水库 入库流量过程，以及水库调度的约束条件和目标函数，以各时段库容值作 为输入变量，调度目标函数值作为输出变量，建立模拟调度模型；

其中，水库模拟调度包括入库流量、出库流量和库容变化的质量平衡 计算，水库模拟调度核心是水量平衡方程：

It+It+12Δt-Ot+Ot+12Δt=Vt+1-Vt]]>

式中：I_t为时段t的入库流量；O_t为时段t的出库流量；V_t为时段t的水 库蓄水量；Δt为计算时段长，其长短的选择以能较准确地反映洪水过程的 形状为原则，方程中I_t均作为已知值，根据边界条件，起始库容V₀、结束库 容V_n也为已知，未知数有O_t和V_t，为待求解变量；给定入库流量过程，只要 输入水库库容过程，根据基于水量平衡方程的模拟模型，就可以得到调度 结果，以评价此次调度的性能；

步骤2，由调度轨迹区间分析系统进行调度轨迹的区间估计，具体方法 为：将步骤1已经完成的模拟调度模型嵌入不确定性分析计算中，视水库 确定性优化调度问题的调度轨迹，即各时段库容值为具有概率分布特征的 参数，视调度目标函数值为似然函数，确定调度轨迹的区间分布，其中， 确定调度轨迹的区间分布的具体步骤可选择执行步骤3a至步骤3c或者步骤 4a至步骤4h的任意一种：

步骤3a，由随机取样模块规定水库库容的先验分布是均匀分布，即上 下边界分别为水库库容的最大值和最小值，然后随机模拟取样生成 1000-10000组可行水库库容组；

步骤3b，利用水库模拟调度模型，计算各组水库库容对应的似然函数 值，即调度目标函数值，然后选定最优调度目标函数值的α倍为阈值，其中， α为0-1间的随机数，对似然函数值低于该阈值的水库库容组，令其相应的 似然函数值为0；对高于该阈值的水库库容组，按照似然函数值由高到低排 序，设第i组水库库容组对应的似然函数值为F_i，则它的权重为

步骤3c，上述步骤3b中具有权重的水库库容组就是水库库容组的后验 分布：如果前u个库容的权重和恰好为α，那么第u个库容值就是置信度水 平α下的上边界；如果最后l个库容的权重和恰好为α，那么第l个库容值 就是置信度水平α下的下边界；第u个、l个库容间的区间的置信度水平为 1-2α：

步骤4a，由随机取样模块随机生成i组库容组其中，i＝100，并计 算确定每组库容所对应的调度目标函数值；

步骤4b，由库容方差矩阵模块计算库容组样本的协方差矩，计算过程 基于公式：Ci=stCov(V→0,V→1,V→2,···,Vi-1→)+siϵI]]>

其中I为一t维单位矩阵，ε为0.01-0.1的实数，t为调度时段 长度；

步骤4c，由库容样本生成模块生成新的库容组样本

步骤4d，由调度目标函数确定模块将步骤4c中的库容组样本根据步骤 1中的水库模拟调度模型进行计算，得到调度目标函数值F_i；

步骤4e，由概率确定模块确定接受的概率

步骤4f，随机产生服从[0，1]均匀分布的实数α，如果α＜β，则否则V→i=Vi-1→;]]>

步骤4g，重复步骤4b至4f，直到生成n个库容组数，其中， n＝2000-10000；

步骤4h，步骤4g中水库库容组就是参数的后验分布，按照库容值从大 到小进行排序：第n×α个库容值就是置信度水平α下的上边界；第n×(1-α) 个库容值就是置信度水平α下的下边界；第n×α个、n×(1-α)个库容间的区 间的置信度水平为1-2α；

步骤3，由调度轨迹区间评价系统进行调度轨迹区间的评价，具体方法 为：采用水库确定性优化调度求解技术，即动态规划或者其改进算法，得 出调度目标函数值，以调度轨迹区间分析系统得到的样本是否为理论最优 调度目标函数值的95％以上为评价依据，评价最优调度轨迹区间；

步骤4，由调度轨迹区间应用系统进行最优调度轨迹区间的应用，具体 方法为：统计各时段调度轨迹的区间宽度，根据调度区间的宽度确定调度 的关键时期，在步骤3中的调度轨迹区间内选择可行的调度轨迹，就是所 需调度轨迹。