[发明专利]一种多年调节水库年末消落水位动态控制方法

说明书

本发明公开了一种多年调节水库年末消落水位动态控制方法，属于水资源管理领域。以多年连续来水作为输入，求解各年最优水位运行过程，从中提取每年最优消落水位值；绘制选定水文站点来水频率与最优消落水位的散点关系图、以及全流域来水频率与最优消落水位的散点关系图；对来水频率与最优消落水位相关性最大的散点关系图进行边界拟合，将其上下边界作为消落水位的动态控制阈；根据水库当前来水量，在动态控制阈内对年末消落水位进行动态控制。本发明允许消落水位在控制阈范围内动态波动，以应对来流的年内及年际差异对调度结果稳定性的影响，可操作性强且能够提高梯级系统总发电量，对指导含多年调节水库的梯级水库群实际调度运行具有重要意义。

技术领域

本发明属于水资源管理领域，更具体地，涉及一种多年调节水库年末消落水位动态控制方法。

背景技术

水电能源是目前我国乃至全世界正在大力发展的一种优质高效能源，其具有清洁无污染、可再生、低运行成本、出力响应迅速等特点。目前水电能源的主要开发利用方式是通过筑坝建库将分散的河道水能资源集中，再通过水轮发电机组使水能高效地转化为电能。对于水库的类型，按照其库容系数大小或调节性能的强弱，可以分为无调节、日调节、周调节、季调节、年调节及多年调节等类型。

一般而言，河川来水一般具有年内丰枯变化、年际间水量差异等特征。考虑到水文年的周期性，实际水库调度一般以一个水文年作为调度周期，此时年调节水库就能很好的对年内来水不均性进行调节。但是，随着流域梯级开发的逐步深入和工程技术的迅速发展，水库规模越来越大，出现了越来越多的多年调节水库。在含多年调节水库的梯级系统中，调度期不能再以年为标准，多年调节水库的调度目标和调度方式发生了较大的变化。因此对于多年调节水库而言，如何确定其在一个较长调度周期内的运行方式，对多年调节水库最终发电效益的影响较大。

许多学者也在这方面做过相关的研究，取得了一些成果，但是已有研究还存在一定的不足和尚待改进的地方。一方面已有研究大多集中在多年调节水库单独运行时的情形，很少考虑多年调节水库包含于梯级水库系统中的情形；另一方面已有针对多年调节水库运行方式的研究多从多年平均的角度考虑其年末消落水位的大小，忽略了年际间来水差异性，即使已有部分研究在一定程度上考虑了不同年份来水差异的影响，但所提取的消落水位控制规则也一般以曲线或函数形式表示，输入输出之间一一对应，比较固化，不能很好的应对来流波动性。而事实上，来流的不确定性或波动性会使得多年调节水库的最优年末消落水位为一个适宜区间范围，而不是一个固定的值，因此传统方法的消落水位控制结果与流域来水具有很大不确定性的特征不相符，值得进一步的改进和深入研究。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多年调节水库年末消落水位动态控制方法，其目的在于构建多年调节水库年末消落水位动态控制阈，并以此对多年调节水库的年末消落水位实施动态优化控制，以应对来流的年内、年际差异性对调度结果的影响，提高梯级系统总发电量。

为实现上述目的，本发明提供了一种多年调节水库年末消落水位动态控制方法，包括：

S1.以多年连续来水作为输入，利用多维动态规划算法对含多年调节水库的梯级水库群联合优化调度模型进行求解，得到各年的最优水位运行过程，并从所得水位运行过程中提取每年的最优消落水位值；

S2.计算梯级水库群中选定水文站点的来水频率及流域整体来水频率；

S3.绘制各个选定站点来水频率与最优消落水位的散点关系图、以及全流域来水频率与最优消落水位的散点关系图；

S4.选取来水频率与最优消落水位相关性最大的散点关系图；

S5.对选出的散点关系图进行边界拟合，将其上下边界作为水库消落水位的动态控制阈；

S6.根据水库当年来水频率，在所述动态控制阈内对年末消落水位进行动态控制。