[发明专利]基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法

说明书

本发明提供了一种基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，包括以下步骤：针对水电站泄洪闸门梳理建模业务数据；根据建模业务数据分类定义仿真单元；通过实体模型或者数学模型构建各仿真单元；将各仿真单元通过物理信号连接并进行水电站闸门启闭仿真实验，以获得水电站闸门调度参数。本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，模拟各种复杂的水文环境和调度约束，减少人工计算的负担；也可以方便的验证调度算法的性能和效率，降低实际现场实验的成本和风险。

技术领域

本发明涉及水利系统技术领域，具体涉及一种基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法。

背景技术

水电站是非常重要的水利设施，兼顾防洪、发电、航运、生态等多种效益，产生重大的经济价值和社会价值。水电站的控制管理工作相当复杂困难。尤其在汛期，由于水电站有多种不同类型的泄水单元(闸门)，并且不同闸门开启条件复杂多变，联动响应速度要求高。所以，水电站的调度人员需要综合考虑多种因素，并根据运行经验进行复杂繁琐、耗时的人工计算和试验，从而得出优化高效的调度指令。

由于人工计算所考虑的复杂性有限，很难应对多变的自然条件，闸门调度计算通常难以获得最优的方案，浪费了很多社会效益和经济效益，隐藏了很多风险。另外，在试验过程中需要对闸门进行频繁操作，代价特别大，对闸门的安全和使用寿命都有不利的影响，也带来了额外的风险，增加了下游电站的调度难度。

如何能更好的处理多变的环境因素，考虑各种效益以及水电站自身的安全，快速高效的确定闸门启闭方案，在满足防洪安全的前提下，最大化挖掘经济效益和社会效益，降低调度人员工作强度，提高水电站寿命，具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，模拟各种复杂的水文环境和调度约束，减少人工计算的负担；也可以方便的验证调度算法的性能和效率，降低实际现场实验的成本和风险。

本发明提供了一种基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，包括以下步骤：

针对水电站泄洪闸门梳理建模业务数据；根据建模业务数据分类定义仿真单元；通过实体模型或者数学模型构建各仿真单元；将各仿真单元通过物理信号连接并进行水电站闸门启闭仿真实验，以获得水电站闸门调度参数。

上述技术方案中，所述建模业务数据包括：泄洪设施的形状、状态和约束以及运用水位范围、相邻闸门最大开度差、对称闸门最大开度差、闸门开启次序、最大开度、最小开度、闸门状态；水电站的初始条件，包括初始起调水位、预报水库流量过程、闸门初始状态、发电运行计划；水库的约束条件，包括最低最高水位、最小最大库容、最小最大流量，闸门开度区间；水电站运行的特征数据，包括水位库容曲线、下泄能力曲线、尾水位流量关系表。

上述技术方案中，根据水电站闸门建模业务数据，根据功能、业务复杂度和耦合度合理划分，建立数学模型，定义仿真单元。

上述技术方案中，所述仿真单元包括闸门仿真单元、水库仿真单元、调度仿真单元和水文环境仿真单元；

其中，闸门仿真单元对不同泄洪设施的形状、状态和约束进行建模并仿真。不同的泄洪设施包括表孔、中孔、底孔、泄洪洞、舌瓣门等，状态和约束包括有运用水位范围、相邻闸门最大开度差、对称闸门最大开度差、闸门开启次序、最大开度、最小开度、闸门状态；

水库仿真单元对水库的初始条件、状态和约束进行建模并仿真，水库的初始条件包括初始起调水位、预报水库流量过程、闸门初始状态、发电运行计划等信息，约束包括最低最高水位、最小最大库容、最小最大流量，闸门开度区间；

调度仿真单元对水电站的调度特征数据进行建模并仿真，包括水位库容曲线、下泄能力曲线、尾水位流量关系表；

水文环境仿真单元对水电站的水文环境进行建模并仿真。