[发明专利]一种基于优化算法的高精度调洪演算方法

摘要

一种基于优化算法的高精度调洪演算方法，该方法包括以下步骤：步骤1：获得库水位Z和库容V之间关系函数，即V＝f(Z)；步骤2：推求出下泄流量q与堰顶水头H₀之间的对应关系；步骤3：得到下泄流量q与库水位Z之间的对应关系；步骤4：水库蓄泄方程q＝f(V)；步骤5：根据水库蓄泄方程亦可以推出库容V与下泄流量q之间的对应关系，即V＝g(q)；步骤6：根据水量平衡方程和库容与下泄流量之间的对应关系，获得出库流量优选的数学模型步骤7：采用优选算法求解步骤6的数学优化模型，获得每个时刻的最优出库流量；步骤8：实现高精度调洪演算。本发明提供的一种基于优化算法的高精度调洪演算方法，可以解决精度不足的问题，使得调洪演算结果的精度得到了显著的提升，计算方便。

主权项

1.一种基于优化算法的高精度调洪演算方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：采用Excel表格中的曲线拟合功能，根据库水位Z与库容V之间的离散数据，获得库水位Z和库容V之间关系函数，即V＝f(Z)；步骤2：根据堰流公式和孔口泄流公式推求出下泄流量q与堰顶水头H0之间的对应关系为或式中，q电为发电洞泄流量；ε为侧收缩系数，按经验公式计算，σs为淹没系数，m为闸孔数目，b为闸孔净宽，H0为堰顶水头；μ为流量系数，A为孔口面积，H′0为孔口作用水头；由式(6)和式(7)可知堰顶水头H0与下泄流量q之间关系复杂，所以采用列表法导出两者之间的对应关系；步骤3：根据步骤2中得到的下泄流量q与堰顶水头H0之间的对应关系，利用下式堰顶水头与库水位之间的关系即可得到下泄流量q与库水位Z之间的对应关系Z＝H1+H0    (8)式中，H1为堰顶高程；步骤4：根据水位Z和库容V之间的对应关系及库水位Z和下泄流量q之间的对应关系即可导出下泄流量与库容之间的对应关系，即水库蓄泄方程q＝f(V)；步骤5：根据水库蓄泄方程亦可以推出库容V与下泄流量q之间的对应关系，即V＝g(q)；步骤6：根据水量平衡方程和库容与下泄流量之间的对应关系，获得出库流量优选的数学模型:描述如下求：出库流量q目标函数：式中：Qi、qi、Qi+1、qi+1分别为第i时段始、末水库的入库流量和出库流量(单位：m3/s)；△t为i时段的时间间隔(单位：s)；满足约束条件：入库流量和出库流量的上下限值，通常取为[0,nQmax]，n为大于等于1的常数；步骤7：采用优选算法求解步骤6的数学优化模型，即得到下泄流量过程；步骤8：优化结果分析根据优化算法程序求得的下泄流量得到下泄流量与时间关系曲线，即q＝f(t)；然后结合q＝f(t)曲线得到下泄流量和入库流量与时间关系曲线第一交点的的坐标，即得到洪水过程中的最大下泄流量，同时推求出与之对应的最高水位，即校核洪水位，从而实现高精度调洪演算。