[发明专利]一种一维水动力模型泵站特性曲线系数的辨识方法

权利要求书

1.一种一维水动力模型泵站特性曲线系数的辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，基于圣维南方程，建立目标明渠的一维明渠水动力模型，并以此模型为基础，率定目标明渠中待辨识泵站的泵站前连接渠道的糙率和泵站后连接渠道的糙率；

S2，待辨识泵站边界以连续方程和泵站特性曲线为相容方程，与S1中的圣维南方程耦合，形成包含待辨识泵站边界的一维渠道-泵站水动力模型，求解所述一维渠道-泵站水动力模型得到所述目标明渠的水动力过程；

所述连续方程为公式(1)：

Q_j＝Q_j+1 (1)

其中，j表示待辨识泵站进水侧的断面编号，j+1表示待辨识泵站出水侧的断面编号；

所述泵站特性曲线为公式(2)：

其中，Q_j为泵站进水侧流量，Q_j+1为泵站出水侧流量，Z_j为进水侧水位，Z_j+1为出水侧水位，A，B，C均为泵站特性曲线系数；

S3，所述目标明渠的水动力过程的基础上，构建以待辨识泵站的三个泵站特性曲线系数为状态向量的状态空间方程，所述状态空间方程包括状态方程和量测方程；

所述状态方程为公式(3)：

Xⁿ⁺¹＝ΦⁿXⁿ+wⁿ⁺¹ (3)；

所述量测方程为公式(4)：

Yⁿ⁺¹＝HXⁿ⁺¹+vⁿ⁺¹ (4)；

公式(3)中，Xⁿ⁺¹为n+1时刻的状态向量，Xⁿ⁺¹＝[Aⁿ⁺¹Bⁿ⁺¹Cⁿ⁺¹]^T；Φⁿ为n时刻到n+1时刻的状态转移矩阵；Xⁿ为n时刻的状态向量，Xⁿ＝[AⁿBⁿCⁿ]^T，T表示行向量转置列向量的转置符号；wⁿ⁺¹为n+1时刻的扰动矩阵；

公式(4)中，Yⁿ⁺¹为n+1时刻的观测向量，即n+1时刻待辨识泵站的水力要素观测数据；H为一维渠道-泵站水动力模型，记为观测算子；vⁿ⁺¹为n+1时刻的观测噪声向量；

S4，在泵站机组角度或转速不变时段，获取目标明渠中待辨识泵站现场的水力要素观测数据并在该水力要素观测数据的基础上，采用集合卡尔曼滤波器同化状态空间方程，得到同化后的泵站特性曲线系数。

2.根据权利要求1所述水动力模型泵站特性曲线系数的辨识方法，其特征在于，所述Φⁿ为单位矩阵I。

3.根据权利要求1所述水动力模型泵站特性曲线系数的辨识方法，其特征在于，量测方程的观测矩阵为非线性观测算子，即为一维渠道-泵站水动力模型H。