一種梯級水電站群棄水概率量化方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種梯級水電站群棄水概率量化方法，屬于水利水電控制技術領域。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的梯級水電站群防洪優(yōu)化調度技術體系基于確定性來水預報基礎之上，未考 慮來水預報不確定性給水電站防洪和發(fā)電帶來的潛在影響。考慮到天然來水的隨機特性， 實際來水與預報來水相等的概率幾乎為零，因此僅僅從確定性的角度來考慮水電站防洪調 度問題存在一定的片面性。因此，有必要提出梯級水電站群棄水的概率的量化分析方法，為 具有緊密水力聯(lián)系的梯級水電站群協(xié)調優(yōu)化調度提供更加全面的分析支撐。通過該方法， 可以合理地控制梯級水電站群在整個汛期的動態(tài)水位組合，確保所有水電站群的棄水概率 保持在科學合理的水平。通過對不同水電站棄水概率的分析，不僅可以在梯級水電站群面 臨洪水時，進行合理的攔洪、錯峰調度，而且可以在汛末合理地安排各個水電站的蓄水順 序。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于，提供梯級水電站群棄水概率量化方法，可以根據(jù)梯級各水電 站的實時水位，考慮水電站之間的水力聯(lián)系和相互影響，準確計算出各水電站發(fā)生棄水的 概率。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：
[0005] 一種梯級水電站群棄水概率量化方法，包括以下步驟：
[0006] 1)確定水電站群水庫的逐庫計算順序；
[0007] 2)獲取所有水電站的實時庫水位；
[0008] 3)按照所述步驟1)確定的逐庫計算順序依次對水電站進行計算；
[0009] 4)若該水電站具備季調節(jié)以上性能，則判斷為首級水電站還是非首級水電站，如 果是首級水電站則轉入步驟5);如果是非首級水電站則轉入步驟6);若該水電站不具備季 調節(jié)以上性能，則轉入步驟7);
[0010] 5)計算該首級水電站的棄水概率和該首級水電站的總出庫流量期望值，然后轉入 步驟8);
[0011] 6)計算該非首級水電站的總出庫流量期望值和該非首級水電站的棄水概率，然后 轉入步驟8);
[0012] 7)利用水量平衡方程推算出該水電站的出庫流量，然后轉入步驟8);
[0013] 8)判斷是否遍歷完所有的水電站，如果是，則結束，如果否，則轉入步驟4)。
[0014] 前述的步驟1)中的逐庫計算順序是指自首級水電站至末級水電站的計算順序。
[0015] 前述的步驟5)中首級水電站的棄水概率的確定方法為：
[0016] 首先計算得到臨界入庫流量I1' :1/ =QuJ(Vu-Vw)Mt
[0017] 其中，Vy為水電站當前時刻t ^的庫容，V u為水電站汛限水位對應庫容，Q 機組滿發(fā)流量；
[0018] 然后在首級水電站天然入庫流量概率分布曲線中通過插值，得到入庫流量I1大于 該臨界入庫流量1/的概率P(Ii>I/ )，即為該首級水電站在[Uh+At]時段內發(fā)生棄 水的概率P(Ql dis> 〇)，其中，I為[tQ，tQ+At]時段內平均入庫流量。
[0019] 前述的步驟5)中首級水電站的總出庫流量期望值的計算方法為：
[0020] 首級季調節(jié)性能以上水電站總出庫流量Q1表示為：
【主權項】
1. 一種梯級水電站群棄水概率量化方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 確定水電站群水庫的逐庫計算順序； 2) 獲取所有水電站的實時庫水位； 3) 按照所述步驟1)確定的逐庫計算順序依次對水電站進行計算； 4) 若該水電站具備季調節(jié)以上性能，則判斷為首級水電站還是非首級水電站，如果是 首級水電站則轉入步驟5);如果是非首級水電站則轉入步驟6);若該水電站不具備季調節(jié) 以上性能，則轉入步驟7); 5) 計算該首級水電站的棄水概率和該首級水電站的總出庫流量期望值，然后轉入步驟 8)； 6) 計算該非首級水電站的總出庫流量期望值和該非首級水電站的棄水概率，然后轉入 步驟8); 7) 利用水量平衡方程推算出該水電站的出庫流量，然后轉入步驟8); 8) 判斷是否遍歷完所有的水電站，如果是，則結束，如果否，則轉入步驟4)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種梯級水電站群棄水概率量化方法，其特征在于：所述步 驟1)中的逐庫計算順序是指自首級水電站至末級水電站的計算順序。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種梯級水電站群棄水概率量化方法，其特征在于：所述步 驟5)中首級水電站的棄水概率的確定方法為： 首先計算得到臨界入庫流量I1' :1/ =Q1，gm+(\1-V1，Q)/At 其中，Vy為水電站當前時刻t ^的庫容，V u為水電站汛限水位對應庫容，Q 為機組 滿發(fā)流量； 然后在首級水電站天然入庫流量概率分布曲線中通過插值，得到入庫流量^大于該臨 界入庫流量1/的概率P(Ii>I/ )，即為該首級水電站在[Uh+At]時段內發(fā)生棄水的 概率P(Ql dis> 〇)，其中，I為[tQ，tQ+At]時段內平均入庫流量。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種梯級水電站群棄水概率量化方法，其特征在于：所述步 驟5)中首級水電站的總出庫流量期望值的計算方法為： 首級季調節(jié)性能以上水電站總出庫流量Q1表示為：
定義I" = (V1 ,fViQ)Mt，則，式（6)變形為：
則首級季調節(jié)性能以上水電站總出庫流量期望值E(Q1)為：
其中，f (I1)為該水電站天然入庫流量的概率密度函數(shù)，滿足：
式中，Γ (α )為α的伽瑪函數(shù)，α，β，a AP-III型頻率曲線的三個參數(shù)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種梯級水電站群棄水概率量化方法，其特征在于：所述步 驟6)中非首級水季調節(jié)以上電站的總出庫流量期望值的計算方法為： 非首級季調節(jié)性能以上水電站總出庫流量表示為：
其中，Qi表示第i級非首級水電站的總出庫流量，為已計算得到的第i級非首級水 庫的上游水庫的總出庫流量期望值；Vw為第i級非首級水庫當前時刻t ^的庫容，I i為第i 級非首級水庫的區(qū)間入庫流量，Vi;1為第i級非首級水庫汛限水位對應庫容；
則第i級非首級季調節(jié)性能以上水電站總出庫流量期望值E(Qi)為：
(9) 其中，f(Ii)為該水電站區(qū)間入庫流量的概率密度函數(shù)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種梯級水電站群棄水概率量化方法，其特征在于：所述步 驟6)中非首級水電站的棄水概率的確定方法為： 首先確定臨界區(qū)間入庫流量W
其中，Qum為第i級非首級水庫機組滿發(fā)流量，包為第i級非首級水庫的上游水庫 的總出庫流量的期望值， 然后在區(qū)間入庫流量概率分布曲線中通過插值，得到區(qū)間入庫流量隨機變量Ri大于該 臨界區(qū)間入庫流量R'的概率P(Ri>W )，即為該水電站發(fā)生棄水的概率P(QMis>〇)， 其中，％，^第i水電站棄水流量，Ri為第i級非首級水電站與上游水庫之間的區(qū)間入 庫流量隨機變量， Ri滿足：A = β.,?。+ L-
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種梯級水電站群棄水概率量化方法，其特征在于：所述步 驟7)中不具備季調節(jié)以上性能的水電站的出庫流量Q為：0 = /+α^.，其中，I為該級水電 站當月的歷年平均區(qū)間入庫流量值，為上游水電站的總出庫流量的期望值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種梯級水電站群棄水概率量化方法，首先獲取所有水電站的庫水位，然后按照逐庫計算順序依次對水電站進行計算：若水電站具備季調節(jié)以上性能，則對首級和非首級水電站分別計算其棄水概率以及該水電站的總出庫流量期望；若該水電站不具備季調節(jié)以上性能，則僅利用水量平衡方程推算出該水電站的出庫流量，依次遍歷完所有水電站，即可得到某一時刻水電站群所有季調節(jié)性能以上水電站的棄水概率。本發(fā)明能夠科學指導單個水電站面臨洪水時的蓄水/泄水操作，通過對棄水概率的控制實現(xiàn)汛期防洪庫容的動態(tài)合理化應用。
【IPC分類】E02B1-00, G06Q50-06
【公開號】CN104674748
【申請?zhí)枴緾N201410812235
【發(fā)明人】芮鈞, 孫斌, 朱江, 唐海華, 孔祥波, 蘇華英, 李成俊, 王向東, 肖燕, 王俊莉, 李宏志
【申請人】南京南瑞集團公司, 貴州電網(wǎng)公司電力調度控制中心, 貴州黔源電力股份有限公司, 貴州烏江水電開發(fā)有限責任公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月23日