[发明专利]一种基于主题数据库的实用水电站闸门启闭优化方法

摘要

本发明公开了一种基于主题数据库的实用水电站闸门启闭优化方法,包括如下步骤数值化泄洪闸门启闭状态和约束规则；制作所述泄洪闸门启闭主题数据库；确定所述水电站面临情况的初始条件；生成所述闸门启闭优化方案。本发明针对在水电站日常工作期间，尤其是汛期，人工制定闸门启闭方案复杂、耗时、难以最优问题，提出基于主题数据库的水电站闸门启闭优化方法，根据来水流量过程和水位控制要求，快速计算并确定合理的水库泄洪建筑物启闭方式及启闭时间，生成优化方案，在满足防洪安全的要求下，降低调度人员的工作强度，减少水电站闸门的操作量，确保水电站安全稳定运行。

主权项

一种基于主题数据库的实用水电站闸门启闭优化方法,其特征在于，包括如下步骤:S1:数值化泄洪闸门启闭状态和约束规则，水电站具有多种泄洪设施，包括表孔、中孔、底孔、泄洪洞、舌瓣门，根据电站的闸门操作规程，将各闸门的状态和约束进行数值化，对于每一个闸门的状态和约束规则，所需参数的数值化如下表所示；S2:制作所述泄洪闸门启闭主题数据库，利用所述泄洪闸门启闭状态和约束规则的数值化表，将所有所述闸门的状态进行排列组合，按照固定的顺序生成如下所示的向量集合Rs：Rs=(r1,1,r1,2,...,r1,n)(r2,1,r2,2,...,r2,n)......(rm,1,rm,2,...,rm,n)......]]>其中，Rs表示该水电站所述闸门状态的可行域，将其存储到数据库中备用，即得到所述闸门启闭主题数据库；rm,n表示第m个可行方案第n号闸门的状态(开度)；S3：确定所述水电站面临情况的初始条件，由调度人员根据当前电站运行任务，确定水电站面临情况下的初始起调水位、预报入库流量过程、闸门初始状态、发电运行计划、计算时段步长、计算时段数等信息；以及水库约束条件，包括最低最高水位、最小最大库容、最小最大流量、闸门开度区间、非负条件等约束；从电站运行规程获取相关基础曲线，包括水位库容曲线、下泄能力曲线、尾水位流量关系等电站特征数据；S4：生成所述闸门启闭优化方案，以所述闸门启闭主题数据库作为搜索域，以所述水电站面临情况初始条件作为计算的输入，将闸门调度令最少、闸门操作次数最少和闸门操作幅度最小分别作为第一、第二、第三优化目标，采用动态规划法进行搜索，确定优化方案；进一步，闸门调度令最少目标：f1(x)=minΣt=1TCt]]>Ct=0,rt≠rt-11,rt=rt-1]]>进一步，闸门操作次数最少目标：f2(x)=minΣt=1TΣn=1NOt,n]]>Ot,n=0,rt,n≠rt-1,n1,rt,n=rt-1,n]]> rt,n∈rt,rt‑1,n∈rt进一步，闸门操作幅度最小目标：f3(x)=minΣt=1TΣn=1NEt,n]]> Et,n＝abs(rt,n‑rt‑1,n) rt,n∈rt,rt‑1,n∈rt其中，T表示计算涉及的时段数；N为水电站闸门的数量；Ct表示t时段的闸门调度令次数；Ot,n表示t时段第n个闸门的操作次数；Et,n表示t时段第n个闸门的操作幅度；rt表示t时段电站闸门状态的一维向量，包含了该时段所有闸门的状态；rt,n表示t时段第n个闸门的状态；abs()表示绝对值。