[发明专利]一种基于闸泵站群控制的多水源跨流域调度方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于闸泵站群控制的多水源跨流域调度方法及装置，所述方法包括如下步骤：针对跨流域调水工程不同时间尺度的调度计划对调水系统空间尺度进行不同的概化处理；构建基于月、旬尺度调度计划的中长期调度模型，将具有调蓄能力的水源视作边界，从而将调水系统分为多个区段，以水源的实时水位为各区段提供水位计算边界，基于中长期调度模型的约束条件对中长期调度模型的目标函数进行最优求解；引入长短嵌套，构建基于日尺度调度计划的短期调度模型，基于短期调度模型的约束条件对短期调度模型的目标函数进行最优求解。本发明能够对闸泵站群的实时运行进行指导，解决跨流域调度中水源受不同流域限制而不能统一调配的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于闸泵站群控制的多水源跨流域调度方法及装置，属于水源调度技术领域。

背景技术

目前跨流域调度研究方法归纳起来大致分为两类：一是通过各种方法对复杂的跨流域调水系统进行简化，采用单一的数学规划模型或者模拟模型对跨流域调水的调度决策进行研究；二是直接采用大系统优化决策模型和方法，通过建立各种类型的大系统递解结构模型，运用多种数学规划方法或者与模拟技术相结合的求解方法，对跨流域调水的调度决策进行研究。在闸泵站群优化方法方面，主要是整个系统中的梯级扬程分配优化和单个泵站的优化。但这些研究方法很难应用到实际操作指导中，究其原因主要有以下几个问题：

(1)在制定跨流域中长期调水计划时，常常引入大量与实际来水不符的历史来水资料，使得制定的计划不能够兼顾当前成本和未来成本；

(2)闸泵站群在实际运行过程中，会受到各种突发因素的影响，导致实际运行情况与制定的跨流域短期调水计划有所出入，使得短期调水计划丧失指导闸泵站群实时操作的作用，而短期调水计划的执行情况也会与计划有所出入，使得中长期调水计划也丧失指导闸泵站群实时运行的作用；

(3)多水源跨流域调水工程跨越数个流域，流域内河网分布密集，系统建模较为困难，同时，水源的使用权受地方限制，不能够统一调配，需要考虑当地的调度指令。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于闸泵站群控制的多水源跨流域调度方法及装置，能够对闸泵站群的实时运行进行指导，解决跨流域调度中水源受不同流域限制而不能统一调配的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于闸泵站群控制的多水源跨流域调度方法，

所述方法包括如下步骤：针对跨流域调水工程不同时间尺度的调度计划，制定不同的决策，并根据决策的不同对调水系统空间尺度进行不同的概化处理；

构建基于月、旬尺度调度计划的中长期调度模型，将具有调蓄能力的水源视作边界，从而将调水系统分为多个区段，以水源的实时水位为各区段提供水位计算边界，并针对是否考虑水源的调蓄能力分别进行相应的处理方式并决策每条输水线路在每个阶段内向上一级水源调入的水量；针对是否考虑水源的调蓄能力分别进行相应的处理方式的方法包括如下步骤：当考虑水源的调蓄能力时，将水源看作零维储水模型，计算出或者人工修正调蓄库容和水量的建议储存时间；当不考虑水源的调蓄能力时，将水源视作已知水位边界的输水河道，考虑所述输水河道的水位约束，结合各级闸泵站的抽调水量和河道的水位流量关系曲线进行梯级扬程优化；

在跨流域调水工程于调度期内完成调水任务的前提下，以实现调度期内调水系统运行成本最小为目标，构建中长期调度模型的目标函数及其约束条件，以每条输水线路在每个阶段内向上一级水源调入的水量为决策变量，并基于中长期调度模型的约束条件对中长期调度模型的目标函数进行最优求解；