[发明专利]一种水库洪水调度优化方法及系统

权利要求书

1.一种水库洪水调度优化方法，包括获取水库相关数据并设定初始时段t＝1，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤1：获取时段初水位Z1＝Z(t)，其中，Z(t)为调度期内库水位；

步骤2：计算时段平均入库流量QIAvg；

步骤3：计算时段末库容V2＝V1+QIAvg*DeltT，其中，V1为时段初库容，DeltT为时段长；

步骤4：判断V2是否大于Vlim，如果V2大于Vlim，则执行步骤5；如果V2小于等于Vlim，则QO(t)＝0，其中，Vlim为控制水位对应库容，QO(t)为出库流量；

步骤5：判断Z1在调洪规程规定的水位级别，如果不是最高级，则按照调洪规程调度计算洪水调度；反之，则按照最大出库流量调度计算洪水调度；所述调洪规程调度的计算方法包括以下子步骤：

步骤501：根据所述时段初水位Z1查询对应的调洪规程水位级别，获取出库流量QO(t)；

步骤502：计算时段末库容V2＝V1+(QIAvg-QO(t))*DeltT；

步骤503：判断V2是否小于控制水位对应库容Vlim，如果是，则执行步骤504，如果不是，则执行步骤505；

步骤504：按照时段初库容V1与Vlim之差，重新计算出库流量；所述出库流量的计算公式为：QO(t)＝(V1-Vlim)/DeltT，令时段末库容V2＝Vlim；

步骤505：根据V2查所述水位库容关系曲线，获取时段末水位Z2；令Z(t+1)＝Z2；

所述最大出库流量调度的计算方法包括以下子步骤：

步骤511：根据所述时段初水位Z1查所述水位出库流量关系曲线Z～Q，获取时段初出库流量QO1；

步骤512：利用水量平衡方程计算得到时段末库容和时段末出流的组合值；

步骤513：计算库容变化范围，最高值Vmax＝V1+QIAvg*DeltT，最低值Vmin＝V1-QOmax*DeltT，其中，QOmax为水库最大可能出库流量；

步骤514：在库容变化范围[Vmin,Vmax]内，采用0.618法计算时段末库容V2和时段末出库流量QO2，使得水量平衡方程成立；所述水量平衡方程为V2-V1＝(QIAvg-(QO1+QO2)/2)*DeltT，方程变形后得到V2+(QO2/2)*DeltT＝V1+(QIAvg-QO1/2)*DeltT；

步骤515：计算时段平均出库流量QO(t)＝(QO1+QO2)/2；

步骤516：根据V2查所述水位库容关系曲线Z～V，求得时段末水位Z2，令Z(t+1)＝Z2；

步骤6：判断t＝N是否成立，如果t＝N，则输出洪水调度量，所述洪水调度量包括库水位、出库流量，如果tN，则t＝t+1，执行步骤1，其中，N为时段的数量；

所述水库相关数据包括水位库容关系曲线Z～V、水位出库流量关系曲线Z～Q、调洪规程、长度为N的入库流量数组QI()、控制水位Zlim、控制水位对应库容Vlim、第1时段的时段初水位ZB、时段长DeltT和水库的最大可能出库流量QOmax中至少一种，其中，入库流量为时段初瞬时流量。

2.如权利要求1所述的水库洪水调度优化方法，其特征在于，当t＝1时，Z1＝ZB，查询所述水位库容关系曲线Z～V获取所述时段初库容V1，其中，ZB为调度开始时刻的库水位。

3.如权利要求1所述的水库洪水调度优化方法，其特征在于，所述时段平均入库流量QIAvg的计算公式为QIAvg＝(QI(t)+QI(t+1))/2，其中，QI(t)为t时段的时段初入库流量，QI(t+1)为t+1时段的时段初入库流量。

4.如权利要求3所述的水库洪水调度优化方法，其特征在于，所述步骤4还包括如果V2小于等于Vlim，根据V2查所述水位库容关系曲线，获取时段末水位Z(t+1)＝Z2，t＝t+1，重新执行步骤1。

5.一种水库洪水调度优化系统，包括用于获取水库相关数据的数据获取模块，其特征在于，还包括以下模块：

初始化模块：用于设定初始时段t＝1，获取时段初水位Z1＝Z(t)，其中，Z(t)为调度期内库水位；

计算模块：用于计算时段平均入库流量QIAvg和时段末库容V2＝V1+QIAvg*DeltT，其中，V1为时段初库容，DeltT为时段长；判断模块：用于判断V2是否大于Vlim或Z1是否在调洪规程规定的水位之内；

洪水调度计算模块：用于按照调洪规程调度或最大出库流量调度计算洪水调度；所述最大出库流量调度的计算方法包括以下子步骤：

步骤501：根据所述时段初水位Z1查询对应的调洪规程水位级别，获取出库流量QO(t)；所述出库流量的计算公式为：

QO(t)＝(V1-Vlim)/DeltT，令时段末库容V2＝Vlim

步骤502：计算时段末库容V2＝V1+(QIAvg-QO(t))*DeltT；

步骤503：判断V2是否小于控制水位对应库容Vlim，如果是，则执行步骤504，如果不是，则执行步骤505；

步骤504：按照时段初库容V1与Vlim之差，重新计算出库流量；

步骤505：根据V2查所述水位库容关系曲线，获取时段末水位Z2；令Z(t+1)＝Z2；

所述最大出库流量调度的计算方法包括以下子步骤：

步骤511：根据所述时段初水位Z1查所述水位出库流量关系曲线Z～Q，获取时段初出库流量QO1；

步骤512：利用水量平衡方程计算得到时段末库容和时段末出流的组合值；

步骤513：计算库容变化范围，最高值Vmax＝V1+QIAvg*DeltT，最低值Vmin＝V1-QOmax*DeltT，其中，QOmax为水库最大可能出库流量；

步骤514：在库容变化范围[Vmin,Vmax]内，采用0.618法计算时段末库容V2和时段末出库流量QO2，使得水量平衡方程成立；所述水量平衡方程为V2-V1＝(QIAvg-(QO1+QO2)/2)*DeltT，方程变形后得到V2+(QO2/2)*DeltT＝V1+(QIAvg-QO1/2)*DeltT

步骤515：计算时段平均出库流量QO(t)＝(QO1+QO2)/2；

步骤516：根据V2查所述水位库容关系曲线Z～V，求得时段末水位Z2，令Z(t+1)＝Z2；

所述水库相关数据包括水位库容关系曲线Z～V、水位出库流量关系曲线Z～Q、调洪规程、长度为N的入库流量数组QI()、控制水位Zlim、控制水位对应库容Vlim、第1时段的时段初水位ZB、时段长DeltT和水库的最大可能出库流量QOmax中至少一种，其中，入库流量为时段初瞬时流量；

所述系统按照如权利要求1所述的方法对进行水库洪水调度优化。