水库优化调度的可行搜索方法

摘要

本发明是一种水库优化调度的可行搜索方法，即：所采集的数据均由计算机处理，构成适用于具复杂约束条件的单一水库优化调度，或水库群优化调度和水资源优化配置的水库优化调度的可行搜索方法；该方法采用的步骤包含正向递推水库水位运行轨迹可行范围、逆向递推水库水位运行轨迹可行范围、水库水位运行轨迹最大可行范围的确定、水库水位运行可行轨迹的选取和水库优化调度的最优解的选择。本发明能够明确水库在调度期运行的可行轨迹范围；确保所得到的解均为可行解；便于人机交互，辅助决策者决策；本方法思路清晰、简单实用、且执行效率高，适用于具复杂约束条件的单一水库优化调度，也适用于水库群优化调度和水资源优化配置。

主权项

1.一种水库优化调度的可行搜索方法，其特征在于所采集的数据均由计算机处理，构成适用于具复杂约束条件的单一水库优化调度，或水库群优化调度和水资源优化配置的水库优化调度的可行搜索方法，该方法采用包含下述步骤进行水库优化调度的可行搜索：(1)正向递推水库水位运行轨迹可行范围：按照给定水库的基础数据和各时段的综合利用及约束条件，由计算机推求：从初始水位开始，按照本时段即第一时段要求的最大和最小下泄流量、最大和最小发电出力以及时段末最低和最高水位要求计算，结合水库此时的下泄能力和机组出力限制，得到第一时段末即第二时段初的水库可能达到的水位下限值，再以第一时段末即第二时段初的水库水位下限为基础，按照相同的方法计算第二时段末即第三时段初的水位下限值，直到计算期末为止，得出从计算期初开始的正向递推水库水位运行轨迹下限的可行范围，同理可以推出正向递推水库水位运行轨迹上限的可行范围；(2)逆向递推水库水位运行轨迹可行范围：从计算期末水位开始，按照最末时段允许下泄的最小和最大流量、最小和最大发电出力以及时段初最低和最高水位要求，结合水库此时的下泄能力和机组出力限制，逆向计算，推求得到该时段初的水库可能的水位下限值，再以该时段初的水库可能的水位下限值为基础按照相同的方法推求前一时段的水位下限值，直到计算期初为止，得出从计算期末开始的逆向递推水库水位运行轨迹下限的可行范围，同理可得出逆向递推水库水位运行轨迹上限的可行范围；(3)水库水位运行轨迹最大可行范围的确定：按照上述步骤得到的正向递推和逆向递推水库水位运行轨迹下限的可行范围，依据同时段取大的原则，得出从计算期初到计算期末的水库水位运行轨迹下限的最大可行范围，按照上述步骤得到的正向递推和逆向递推水库水位运行轨迹上限的可行范围，依据同时段取小的原则，得出从计算期初到计算期末的水库水位运行轨迹上限的最大可行范围；(4)水库水位运行可行轨迹的选取：按照时段顺序，从第一时段初给定的水库水位开始，根据水库在该时段的最大和最小下泄流量、最大和最小发电出力以及时段末最低和最高水位要求计算，结合水库此时的下泄能力和机组出力限制，由计算机算出水库在时段末可能达到的水位最大值和最小值，若该值超出水库水位运行轨迹最大可行范围，则按最大可行范围调整时段末水位的最大值和最小值，得到时段末水库水位的上限和下限，在该范围内通过确定性方法或随机方法选择一个水位值作为该时段末水位，即第二时段初的水库水位，完成一个时段的计算，重复上述过程，直到计算时期末为止，这样就得到一条水库水位运行的可行轨迹；(5)水库优化调度的最优解的选择：重复步骤(4)可以得到任意多条可行轨迹，计算每条轨迹的目标函数值，然后采用多种方法进行最优解的选择：从得到的所有可行轨迹中直接选择目标函数值最大者作为近似最优解；将所求得的可行轨迹作为初始可行解，结合其它优化算法求近似最优解；其它优化算法包括与DDDP构成的FS-DDDP方法，与GA构成的FS-GA方法，DDDP是离散微分动态规划法，GA是遗传算法。