本發(fā)明屬于水庫群調度，特別涉及一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法。

背景技術：

1、具有較強調節(jié)性能的水庫，其年度調度通常分為消落期、汛期、蓄水期。不同時期具有不同的調度目標和任務，其中蓄水通常發(fā)生在汛末，水庫利用洪水資源儲存水量以應對后期的供水、灌溉、發(fā)電等需求，發(fā)揮水庫的綜合效益。近年來，極端天氣頻發(fā)，給水庫調度帶來了一系列風險和挑戰(zhàn)。極端干旱事件使得水庫蓄不滿的風險逐漸凸顯，特別是在大型水庫群建立后，水庫群規(guī)模龐大、數(shù)量眾多，蓄水壓力進一步加劇，有的水庫需要提前蓄水，有的水庫需要延后蓄水。如何在滿足下游流量需求的前提下，兼顧各水庫的蓄水需求，協(xié)調蓄水進程，最大限度使梯級水庫完成蓄水任務且維持較高蓄能，是水庫調度領域面臨的關鍵技術問題。在水庫群蓄水調度研究方面，大多數(shù)研究集中在平水或豐水情況下的兼顧防洪任務和蓄水目標的調度問題，而鮮少涉及特枯水情況下的水庫群水資源調度策略研究，也缺乏相應的蓄水調度模型和方法支撐。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，用以協(xié)調各水庫的蓄水進度，提高梯級水庫群的蓄滿率。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

3、一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，步驟為：

4、s1，根據(jù)來水預測、最低水位約束、最小出庫流量約束以及各水庫在蓄水期末的蓄水目標，判斷梯級水庫群是否存在蓄不滿風險，若存在，則啟用特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度；

5、s2，在存在蓄不滿風險的情況下，以梯級水庫群在調度期內的最高水位與蓄水目標的差距的加權求和最小為第一調度目標，以梯級水庫群的發(fā)電量與蓄能值之和最大為第二調度目標，不設置調度期末水位，建立梯級水庫群蓄水調度模型，求解得到梯級水庫群蓄水滿足度最大的調度方案。

6、優(yōu)選地，蓄不滿風險的判別方法為：

7、(1)設水庫群從上游至下游依次為水庫1、水庫2、……、水庫n；

8、(2)對任意水庫i，計算水庫i最大蓄水可用水量＝水庫i蓄水期的上游天然總來水量–蓄水期末水庫i以上水庫群最小蓄水量–水庫i的最小總下泄水量；其中，i＝1,2,……,n；

9、(3)計算水庫i待蓄水量＝水庫i的蓄水目標對應庫容–水庫i初始水位對應庫容；

10、(4)若水庫i最大蓄水可用水量<水庫i待蓄水量，說明水庫i存在蓄不滿風險；

11、(5)若存在蓄不滿風險的水庫比例超過給定閾值，則判定梯級水庫群存在蓄不滿風險。

12、優(yōu)選地，蓄水期末水庫i以上水庫群最小蓄水量的計算方式為：

13、(蓄水期末水庫j最低水位約束對應的庫容-水庫j初始水位對應庫容)。

14、優(yōu)選地，水庫i的最小總下泄水量為水庫i從初時刻到蓄水期末的最小出庫流量對應水量之和。

15、優(yōu)選地，梯級水庫群蓄水調度模型的第一調度目標為：

16、

17、式中，zi,j表示電站i在調度時段j的末水位；表示電站i的蓄水目標；n表示電站數(shù)；j表示調度總時段；ωi表示電站i的權重，權重越大，表示電站i的蓄水任務越重要；

18、上式進一步轉化為：

19、

20、式中，ai為輔助變量，為非負數(shù)；yi,j為0-1變量；m表示很大的常數(shù)，取任一大于zimax的數(shù)即可。

21、優(yōu)選地，梯級水庫群蓄水調度模型的第二調度目標具體為：

22、

23、式中，pi,j表示電站i在調度時段j的出力；δtj表示調度時段j的小時數(shù)；sk(zk,j)表示電站k在調度期末水位為zk,j時的可用水量；fi()表示電站i的蓄能函數(shù)。

24、優(yōu)選地，梯級水庫群蓄水調度模型的約束條件包括水位約束、流量約束、出力約束以及其他可以轉化為水位、流量或出力的約束。

25、一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度模型，采用了一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法。

26、本發(fā)明可達到以下有益效果：

27、本發(fā)明針對現(xiàn)有梯級水庫群優(yōu)化調度模型未考慮特枯來水情況下梯級水庫群存在蓄不滿風險的問題，提供了一種專門針對特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，通過優(yōu)化配置水資源，協(xié)調各水庫蓄水進程以及蓄水先后順序，最大限度提高梯級水庫群蓄滿率；在梯級水庫群無法均蓄滿的情況下，通過設置蓄水權重，保障重要的水庫優(yōu)先蓄水；在考慮蓄水任務的同時，兼顧蓄水期發(fā)電量和蓄水期末的梯級蓄能，提高水能資源的利用率，實現(xiàn)蓄水和發(fā)電的協(xié)調和平衡。

技術特征：

1.一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，其特征在于：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，其特征在于：蓄不滿風險的判別方法為：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，其特征在于：蓄水期末水庫i以上水庫群最小蓄水量的計算方式為：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，其特征在于：水庫i的最小總下泄水量為水庫i從初時刻到蓄水期末的最小出庫流量對應水量之和。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，其特征在于：梯級水庫群蓄水調度模型的第一調度目標為：

6.根據(jù)權利要求1所述的一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，其特征在于：梯級水庫群蓄水調度模型的第二調度目標具體為：

7.根據(jù)權利要求1所述的一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，其特征在于：梯級水庫群蓄水調度模型的約束條件包括水位約束、流量約束、出力約束以及其他可以轉化為水位、流量或出力的約束。

8.一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度模型，其特征在于：采用了根據(jù)權利要求1-7中任意一項所述的一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法。

技術總結
一種特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度方法，根據(jù)來水預測、最低水位約束、最小出庫流量約束以及各水庫在蓄水期末的蓄水目標，判斷梯級水庫群是否存在蓄不滿風險，若存在，則啟用特枯水情況下的梯級水庫群蓄水調度；以梯級水庫群在調度期內的最高水位與蓄水目標的差距的加權求和最小為第一調度目標，以梯級水庫群的發(fā)電量與蓄能值之和最大為第二調度目標，不設置調度期末水位，建立梯級水庫群蓄水調度模型，求解得到梯級水庫群蓄水滿足度最大的調度方案。本發(fā)明可用于特枯水情況下各水庫蓄水進程的協(xié)調，最大限度使梯級水庫完成蓄水任務且兼顧梯級整體發(fā)電效益。

技術研發(fā)人員：劉亞新,李暉,翟少軍,徐楊,冉毅川,曹輝,盧佳,馬皓宇,汪濤,張政,楊鈺琪,馬一鳴,沈柯言
受保護的技術使用者：中國長江電力股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2