[发明专利]基于SEM算法的水库供水调度方法

摘要

本发明提供一种基于SEM算法的水库供水调度方法，包括以下步骤：步骤1.判断水利枢纽的供水模式；步骤2.确定水利枢纽初始多方引调水过程；步骤3.搜索特征值：当ΔS≠0时，按一定步长增加或减少供水，将ΔS按引调水量比分为G份，分配给相应的受水用户，再重新计算水库总供水量；步骤4.计算水量平衡：按总供水过程进行调算，确定水库各时段水位及下泄流量过程，并使各时段参数满足约束条件；判断水电站计算末水位Zc是否等于调度期末水位控制值Zg，若不相等，则转至步骤5；否则转至步骤6；步骤5.修正末水位直至Zc＝Zg；步骤6.按照引调水量比要求，根据已确定的受水用户，使用SEM算法进行求解，并以SEM算法的全局最优解作为各受水用户引调水过程结果。

主权项

1.一种基于SEM算法的水库供水调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.判断水利枢纽的供水模式根据预报入流以及水库当前时段坝前水位，依据水利枢纽调度规程，确定水利枢纽当前时段的供水模式；步骤2.确定水利枢纽初始多方引调水过程假定水利枢纽引调水受水用户数为G，根据各受水用户引调水量比Rg将S0分成G份：在各受水用户初始供水量确定的情况下，水库以Z^max、Z^min和Q^max、Q^min分别为坝前水位和下泄的上、下限，根据逐时段供水模式进行水量平衡计算，最终得到水库G个受水用户初始引调水过程将累加，可得该水库初始多方引调水过程计算需要调整的引调水总量ΔS：式中St为t时段引调水量，Smax、Smin分别为时段最大、最小引调水量，T为调度期；若计算出ΔS≠0，说明引调水过程不满足各受水用户时段需水量约束，转至步骤3；否则转至步骤4；步骤3.搜索特征值1)当ΔS＜0时，按一定步长增加供水，将ΔS按引调水量比分为G份：ΔSg＝RgΔS  (3‑1)按照如下方法将ΔSg分配给相应的受水用户：寻找弃水最大的时段，并将ΔSg分配至该时段；若受约束的限制，单一时段不能将增加的供水量完全消纳，则将剩余供水量分配至已调整时段之外的弃水最大时段，重复此过程直至ΔSg分配完毕；重新计算水库总供水量，转至步骤4；2)当ΔS＞0时，以一定步长减小供水；根据上述公式(3‑1)，在满足水库运行约束的前提下，逐个遍历各受水用户，寻找缺水最大的时段减小供水，重复此过程直至ΔSg分配完毕；重新计算水库总供水量，转至步骤4；步骤4.计算水量平衡按总供水过程进行水量平衡调算，确定水库各时段水位及下泄流量过程，并使各时段参数满足水位上下限约束、出库流量上下限约束、和时段水位/流量变幅约束；然后判断水电站计算末水位Zc是否等于调度期末水位控制值Zg，若不相等，则转至步骤5；否则转至步骤6；步骤5.末水位修正策略若计算末水位Zc＞Zg，说明水电站供水量不足，应按一定步长增加供水模式参数，反复调整供水模式参数直至Zc＝Zg；若计算末水位小于末水位控制值，说明水电站供水量过大，需按一定步长减小供水模式参数；然后转至步骤6修正供水过程；步骤6.计算不同供水模式下各受水用户需水量根据步骤1确定的各个时段供水模式，以水库供水缺水量方差最小为目标制定供水调度方法；相应目标函数表示为：式中D^g为g号供水缺水量方差，G为总受水用户数量；为t时段g号受水用户的供水缺水量；表示g号受水用户的平均缺水量；为水库t时段供给g号受水用户的水资源量；W_t^g为t时段g号受水用户的需水量；表示g号受水用户的初始需水量；α_t为t时段供水模式系数；w^g为g号受水用户的引调水目标权重系数；权重系数取值如下：wg＝Rg·αg  (6‑2)式中αg为人工松弛变量；Rg为引调水量比；按照引调水量比要求，根据已确定的受水用户，上述目标函数决策变量Stg的维度为T×G，使用SEM算法进行求解，求解时需满足下列约束条件：受水用户时段总供水量平衡约束：单一受水用户引调水量比约束：粒子初始位置按下式确定：式中λ为0～1的随机数，Ft为自适应仿电磁学算法中电荷引力参数；寻优过程中的引调水过程有可能违反受水用户引调水量比约束，按下式(6‑6)计算各受水用户应调整引调水量，并以步骤3中所描述的特征值搜索方法对引调水过程进行修正；当达到算法最大迭代次数时，计算终止，以SEM算法的全局最优解作为各受水用户引调水过程结果。