一种复杂水库群共同供水任务分配方法

摘要

本发明公开了一种复杂水库群共同供水任务分配方法，包括以下步骤：步骤1，按照水库群的拓扑结构和共同供水目标的分布情况，分层构建虚拟聚合水库，并编制相应的联合调度图；步骤2，分别针对并联和串联的两种拓扑结构,确定共同供水任务分配策略；步骤3，构建联合供水调度模型的目标函数；步骤4，采用多目标进化算法，优化联合供水调度模型的目标函数，得到相对最优的联合调度规则。本发明能够对复杂水库群联合供水进行统一调度，能捕捉入库径流的时空差异，充分发挥库群的库容补偿与水文补偿作用，最大程度地提高系统对水资源的优化配置能力，适宜在复杂水库群联合调度中的应用。可广泛应用于复杂水库群共同供水任务分配。

主权项

一种复杂水库群共同供水任务分配方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，按照水库群的拓扑结构和共同供水目标的分布情况，分层构建虚拟聚合水库，并编制相应的联合调度图；第二步，分别针对并联和串联的两种拓扑结构,确定共同供水任务分配策略：并联水库采用分水比例法中的动态比例系数法；串联水库采用补偿调节法，为避免过度补偿，在补偿水库设置补给限制线；所述的动态比例系数的计算公式为：$K_{i,t}=({\mathrm{VS}}_{i,t}+{\mathrm{IF}}_{i,t}-{\mathrm{DP}}_{i,t})/\underset{i}{\overset{N}{\Sigma }}({\mathrm{VS}}_{i,t}+{\mathrm{IF}}_{i,t}-{\mathrm{DP}}_{i,t})---\left(1\right)$其中，K_i,t为分配系数，VS_i,t为i水库t时段的蓄水量，IF_i,t为i水库t时段的入流，DP_i,t为i水库t时段的自身供水任务；各成员水库负责的共同供水任务等于该成员水库的分配系数K_i,t乘以共同供水任务；第三步，构建联合供水调度模型的目标函数，涉及的目标函数具体为：3.1)子系统缺水指数的目标函数：$f\left(x\right)=SI={\omega }_{agr}\frac{100}{N}{\Sigma }_{j=1}^N{\left(\frac{D_{agr,j}-W_{agr,j}}{D_{agr,j}}\right)}^2+{\omega }_{ind}\frac{100}{N}{\Sigma }_{j=1}^N{\left(\frac{D_{ind,j}-W_{ind,j}}{D_{ind,j}}\right)}^2---\left(2\right)$其中，f(x)为子系统缺水指数的目标函数，SI为缺水指数，N为长系列调度总年数，ω_agr为农业用水目标所占的权重，ω_ind为工业用水目标所占的权重，D_agr,j、D_ind,j分别为子系统在j年内农业用水目标、工业用水目标的总需水量，W_agr,j、W_ind,j为子系统在j年内对农业、工业的总供水量；3.2)系统总弃水量的目标函数：$f^{\prime }\left(x\right)=\frac{1}{N}{\Sigma }_{j=1}^N{\mathrm{SU}}_j+\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{\alpha }_i{\mathrm{Ra}}_i·PS\_A+\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{\beta }_i·PS\_B---\left(3\right)$其中，f'(x)为系统总弃水量的目标函数，SU_j为j年内弃水量(包含水库弃水与区间最终入海量)，M为用水户总个数，Ra_i为用水户i的保证率，α_i、β_i分别为惩罚系数，当用水户i不满足保证率要求时α_i取1，否则取0，当用水户i供水时发生超破坏深度时β_i取1，否则取0，PS_A、PS_B分别为足够大的惩罚量；第四步，采用多目标进化算法，优化联合供水调度模型的目标函数，得到相对最优的联合调度规则。