[发明专利]一种梯级水电站联合运行水位控制断面优选方法

摘要

本发明公开了一种梯级水电站联合运行水位控制断面优选方法。本发明利用梯级水电站两坝间河道的水下地形及河道断面数据，建立一维水动力学模型，并进行上游水电站不同下泄流量和下游水电站不同坝前水位组合工况下沿程水位过程线计算，生成两坝间河道各待选断面的水位集合，对各待选断面的水位集合，计算其断面水位稳定性、断面水位对于上下游水位的敏感性、断面水位与上下游水位的相关性等特征值，并结合梯级水电站两坝间河道特点，优选一个合适的控制断面。本发明能够量化两坝间河道不同断面水位在不同来水频率下的变化特征，优选出的控制断面的水位作为上下梯级水电站联合发电优化调度快捷建模的决策变量。

主权项

一种梯级水电站联合运行水位控制断面优选方法，其特征在于，包括：步骤1在梯级水电站间河道上选择多个待选断面a1～aN,N表示所述待选断面个数；步骤2根据所述待选断面a1～aN以及上游入口断面水位和下游出口断面水位，选择m个不同的组合工况，其中每个组合工况包括一个上游水电站下泄流量和一个下游水电站坝前水位，针对每个组合工况进行沿程水位过程线计算，得到所述待选断面a1～aN的水位集合h1～hN、所述上游入口断面的水位集合hup和所述下游出口断面的水位集合hdown：hi＝[hi,1,hi,2,…,hi,m],i＝1,…,Nhup＝[hup_1,hup_2,…,hup_m]hdown＝[hdown_1,hdown_2,…,hdown_m]其中，hi,j、hup_j和hdown_j分别表示待选断面ai、所述上游入口断面和所述下游出口断面在第j种组合工况下的水位，j＝1,2,…,m；m表示所述组合工况的数量；步骤3在获得所述水位集合h1～hN后，进行所述待选断面a1～aN水位的特征值计算，其中，所述特征值包括以下三种：(1)断面水位稳定性：Ei=Σj=1m(hi,j-h-i)2m,(i=1,...,N)]]>其中，Εi表示所述待选断面ai水位的方差，指示所述待选断面ai水位的稳定性；表示所述待选断面ai根据所述步骤2得到的水位集合hi中各水位的平均值；(2)断面水位对于上下游水位的敏感性：ηi=1Ei,(i=1,...,N)]]>其中，ηi为所述待选断面ai水位的敏感性；(3)断面水位与上下游水位的相关性：ri＝rup_i+rdown_i,(i＝1,…,N)其中：rup_i=Σj=1m(hup_j-h‾up)(hi,j-h‾i)Σj=1m(hup_j-h‾up)2·Σj=1m(hi,j-h‾i)2]]>rdown_i=Σj=1m(hdown_j-h‾down)(hi,j-h‾i)Σj=1m(hdown_j-h‾down)2·Σj=1m(hi,j-h‾i)2]]>h‾up=Σj=1mhup_jm,h‾down=Σj=1mhdown_jm,h‾i=Σj=1mhi,jm]]>其中，ri表示所述待选断面ai与所述上下游水位的相关性；rup_i表示所述待选断面ai与所述上游入口断面水位的相关系数；rdown_i表示所述待选断面ai与所述下游出口断面水位的相关系数；和分别表示根据所述步骤2计算得到的所述上游入口断面水位集合hup和所述下游出口断面水位集合hdown中各水位的平均值；步骤4：根据各个待选断面的特征值(Ei,ηi,ri)，选出合适的控制断面，其中，Ei表示所述待选断面ai的稳定性；ηi表示所述待选断面ai对于所述上下游水位的敏感性；ri表示所述待选断面ai与所述上下游水位的相关性。