[发明专利]一种考虑径流预报的梯级水电站群发电调度弃水风险分析方法

说明书

本发明属于水电调度运行领域，涉及一种考虑径流预报的梯级水电站群发电调度弃水风险分析方法。本发明考虑前期径流、前期降雨、预见期降雨、月份等预报因子，构建神经网络预报模型；结合预报‑实际径流相关图，确定径流转移区间；以梯级弃水最小为目标，考虑多种约束条件，构建梯级水电站群中期弃水最小模型，并以预报径流和径流转移上限为输入，进行模拟调度；将径流预报模拟调度得到的弃水量作为风险的下限值，将径流转移上限模拟调度得到的弃水量作为风险的上限值，确定余留库容、弃水区间和梯级弃水的时空分布等情况。本发明有利于量化分析汛期梯级水电站群的发电调度风险，确定更加合理的水电风险控制决策，减少流域梯级不合理弃水。

技术领域

本发明属于水电调度运行领域，特别涉及一种考虑径流预报的梯级水电站群发电调度弃水风险分析方法。

背景技术

一般来说，径流不确定性是引起流域梯级调度风险特别是弃水风险的主要因素，受限于径流预报模型精度影响，发电调度通常会面临决策偏差，进而可能导致不必要弃水风险，这一问题在我国西南地区特大流域梯级表现的尤为突出。以乌江流域梯级为例，除洪家渡、构皮滩、乌江渡具有年及以上调节能力外，其余电站调节能力相对较差，特别是索风营、思林、沙沱等仅为日调节电站，汛期遭遇较大洪水时梯级电站运行通常面临严重的弃水风险，如何定量分析弃水风险大小，并通过合理调度控制策略有效减少梯级弃水，对于乌江集控具有重要意义，所以开展梯级水电站群调度弃水风险分析及控制研究是非常有必要的。因此，如何结合降雨等信息进行径流预报，并分析预报偏差可能导致的调度决策风险及风险大小，在此基础上，如何进一步做好弃水风险控制，确定各电站允许达到的最高水位、余留库容等关键指标，对于降低梯级调度风险、减少不必要弃水是至关重要的，是流域梯级调度面临的又一个关键问题。

目前关于流域梯级水电站群弃水风险分析的研究多数侧重定性分析，弃水风险的定量分析研究较为少见，而且在中期调度中考虑降雨等气象信息的更为少见，也缺乏工程实际案例的应用分析。本发明成果依托国家自然科学基金委重大国际合作(51210014)、国家自然科学基金(51579029)，以乌江梯级水电站群为研究对象，成果可为我国西南其它大型流域梯级在新环境下的发电调度风险分析提供重要技术支持。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种考虑径流预报的梯级水电站群发电调度弃水风险分析方法，针对径流预测不确定性，通过大量实际数据模拟分析确定了径流转移分布矩阵，以梯级弃水最小为目标寻找预测径流和偏差上限对应的最优调度决策，进而实现弃水风险量化分析。

本发明的技术方案为：

一种考虑径流预报的梯级水电站群发电调度弃水风险分析方法，具体包括如下步骤：

(1)构建神经网络预报模型，选取输入因子，包括：前期1-10天的实际流量、前期0-30天的累计流量、前期1-10天的实际降雨、预报降雨、是否考虑月份，其中，预报降雨采用预报期天数-1时历史对应时期的实际降雨；

(2)基于历史实际径流资料，进行模型参数率定，在训练过程中，采用误差反向传导算法自动修正模型参数，以不断提高模型参数的准确度；

(3)绘制径流预报-实际相关图：以历史长系列降雨、径流资料为输入，进行大量连续径流预报实验，统计预报流量和对应日期的实际流量数据，绘制各电站不同预见期的径流预报-实际径流相关图；

(4)确定径流预报转移分布关系：对于任一电站i,当预见期为t时，从径流预报-实际径流相关图上采用80％置信水平确定径流偏差的边界值，即任一预报流量最可能发生的径流转移分布关系，称为径流偏差范围其中，为电站i预见期t时的最小发电流量，即径流偏差下限；为电站i预见期t时的最大发电流量，即径流偏差上限；

(5)进行发电模拟调度：以梯级弃水量最小为目标，构建梯级水电站优化调度模型，重点针对径流预报和径流偏差上限，计算对应的最优调度决策；