[发明专利]考虑水资源供需过程关联性与随机性的水库优化调度方法

说明书

本发明公开了考虑水资源供需过程关联性与随机性的水库优化调度方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：建立水库优化调度模型，确定优化目标，约束条件；步骤2：从固定时段下变量的随机性与相邻时段间变量的关联性两个方面分析径流或需水一维随机过程，采用状态转移概率矩阵来表征两两随机变量不同状态间关联特性；步骤3：分析径流与需水多维过程的关联性与随机性；步骤4：实现面向多维过程关联性与随机性的随机动态规划方法。本发明考虑水资源供需二维过程的随机性与关联性，开展随机性水库优化调度，可有效解决水库供水调度中水资源供需过程的关联性与随机性问题。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及考虑水资源供需过程关联性与随机性的水库优化调度方法。

背景技术

水库兴利调度作为水库控制运用的核心非工程措施，旨在根据水库开发任务和综合利用要求，在确保水库工程安全及下游防洪对象安全的前提下，采用最优化方法求解确定性或随机性优化调度模型，制定水库蓄泄规则，最大限度满足各个用水部门用水需求，实现水资源供给过程与需求过程的高度匹配。

作为求解水库中长期随机性优化调度模型的方法之一，随机动态规划算法自提出之后在流域/区域水资源管理中被广泛采用。如黄强等(径流描述方法对水库优化调度的影响[J].水电能源科学,1990(03):22-29)分别采用确定性、独立随机性、简单马氏性过程与混合性过程描述了径流过程，并改进了有径流预报下的随机动态规划求解策略，应用于以发电量最大为目标的水库电站优化调度模型中。周惠成等(二滩水电站水库径流描述与优化调度模型研究[J].水力发电学报,2009，(01):18-23)以二滩水电站为例，提出了有、无预报与随机过程相结合的径流描述方法，建立了发电优化调度模型，制定了电站优化调度图。卢迪等(耦合长期预报的跨流域引水受水水库调度模型[J].水科学进展,2016,(3):458-466)采用径流预报概率修正先验概率来描述径流的不确定性，建立了贝叶斯随机动态规划模型，分析了有跨流域引水的碧流河水库调度策略。崔远来(考虑随机降雨时稻田高效节水灌溉制度[J].水利学报,1999,30(007),40-45)考虑降雨过程的随机性，建立了解稻田高效节水优化灌溉制度的随机动态规划模型。Nop等(A multi-state Markov chain model forrainfall to be used in optimal operation of rainwater harvesting systems[J].Journal of Cleaner Production,2020,124912)基于降雨过程的马尔可夫性，将随机动态规划算法应用于雨水收集系统中的水资源管理问题；Cassagnole等(Impact of thequality of hydrological forecasts on the management and revenue ofhydroelectric reservoirs–a conceptual approach[J].Hydrology and Earth SystemSciences,2021,25(2),1033-1052)分析了径流预报质量的不同对水库电站效益的影响。Zhou等(Medium-Term Hydro Generation Scheduling(MTHGS)with Chance ConstrainedModel(CCM)and Dynamic Control Model(DCM)[J].Water Resources Management,2017,31:3543–3555)采用离散时间马尔可夫链描述水库入库径流过程，采用随机动态规划算法以及机会约束模型推求了溪洛渡水电站的中期发电运用计划。