[发明专利]一种高水量利用率的季调节水库优化调度方法

说明书

本发明公开了一种高水量利用率的季调节水库优化调度方法，针对上游无调空能力的季调节水电站水库运行特点，以调度期内水电站发电量最大为目标，采用降雨‑径流关系模型与场次洪水退水分析相结合的方法，对历史数据进行统计分析，确定了降雨径流系数和退水曲线，并设计发电优化调度算法。本发明将短期径流计算与水电站中长期发电优化调度计划相结合，改变了缺少降雨径流预报、调度预见期过短的局面，在确保防洪安全的前提下，减少弃水、提高水量利用率、增加电站发电量，最大限度地发挥水库的综合利用效益，提高水电站经济效益。

技术领域

本发明涉及水利电力技术领域，具体涉及一种季调节水库优化调度方法。

背景技术

季调节水电站是具有季调节能力的水库，发电调度效益来源主要是水库水量的重复利用，即通过对未来入库流量的预测，利用预见期内进行预泄实现水库水量的效益获得，而实际运行中，影响调度效益结果的重点因素为水库的弃水率。我国南方地处中亚热带海洋性季风气候区的季调节水电站，库容较小，电站最大引用流量受限，蓄水期入库流量较大，导致汛期弃水现象普遍。以福建省古田鳌江流域的双口渡水电站为例，近10年年均弃水百分比(时段内弃水量与来水总量的比率)为18.3％，其中2010年达30.2％，该电站弃水现象在电站运行中较为普遍，这也意味着相当可观的优化调度提升空间。导致该现象的因素很多，包括：缺少降雨径流预测，调度预见期过短，水电站最大引用流量的约束等。因此，如何提供较为可靠的来水预测，并将其与水电站优化发电调度算法相结合，是提高电站的水量利用率的关键。

水库优化调度最基本的模型是线性规划模型(LP)、非线性规划(NLP)和动态规划模型(DP)，是50～70代研究应用的成果。Mannos等曾用LP方法直接寻求水库最优运行策略；Hall、Tauxe等应用Bellman动态规划最优化远离，先后研究提出NLP模型、DP模型，开创了确定性模型建立调度规则的途径。随着系统工程理论和现代计算机技术在水库优化调度领域的不断应用，各种形式的新模型与算法又相继出现。包括长、中、短期调度方法研究，随机性模型和确定性模型研究，及各种模型求解的网络流法、逐步优化算法、神经网络方法、遗传算法、聚合分解法、大系统分解协调算法研究等。随着理论研究的日渐成熟和完善，水库优化调度研究也更注重于与生产实际及决策人的经验相结合，注重研究成果向生产的转化，研究探讨适合某一具体河流或区域、简便实用、并为生产管理者所接受的水库调度模型及应用方法。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种高水量利用率的季调节水库优化调度方法，能够对降雨径流进行计算，并将降雨径流计算结果与水电站优化发电调度算法相结合，优化短期与中长期发电调度。

技术方案：一种高水量利用率的季调节水库优化调度方法，包括如下步骤：

步骤1：对历史数据进行分析，得到流域降雨雨型特性以及不同雨型的发生月份，所述雨型特性包括锋面雨洪水、台风雨洪水以及非汛期洪水；

步骤2：根据电站历史数据，采用数字滤波法进行电站流域基流的分割计算，得到基流流量在汛期与非汛期的特性参数；其中，所述汛期由所述锋面雨洪水发生月份和台风雨洪水发生月份组成，所述非汛期为非汛期洪水发生月份；

步骤3：从历史数据中使用实测降雨和洪水资料计算各雨型降雨径流系数；其中，所述洪水资料包括径流深数据；

步骤4：采用所述雨型降雨径流系数与各雨型的当前降雨气象预测值或电站实测值相乘，计算出相应的地表径流过程；

步骤5：将所述地表径流过程结合所述基流流量在汛期与非汛期的特性参数，得到不同雨型对应的流域降雨-径流关系图；然后利用所述流域降雨-径流关系图计算各场次降雨的产流过程及产流量；

步骤6：采用相邻时段流量相关法确定电站综合退水曲线，然后利用所述综合退水曲线得到前期退水量；

步骤7：将所述前期退水量与所述步骤5确定的单次降雨产流量相加，完成降雨径流计算；