【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水库优化调度，尤其是涉及一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法。
技术介绍
1、水库群联合调度作为区域水资源管理的重要手段，其目的是通过优化库容的合理分配来满足多方面需求，如供水、防洪、发电和生态保障。然而，气候变化、极端天气频发以及水文过程中的复杂性使得入库径流的不确定性逐渐加剧，给水库群调度带来了前所未有的挑战。传统调度方法主要基于确定性入库径流预测和单一目标优化，难以有效适应入库径流的波动性和多目标需求之间的复杂平衡。
2、入库径流的不确定性来源广泛，包括气候波动、地表径流过程的多变性以及气象预测误差等因素。这种不确定性不仅增加了水库调度决策的难度，还会在汛期防洪调度、枯水期供水保障及平常期的生态维护等方面造成较大的不确定风险。例如，汛期过高的入库径流预测误差会导致库容分配不合理，从而增加洪涝风险；枯水期则可能因入库流量不足而无法满足农业、工业和居民生活的稳定供水需求；在发电需求高峰期，径流波动可能影响发电流量的保障性和经济性；生态需求较高的区域中，径流的剧烈波动还可能影响到下游的生态环境健康。因此，入库径流的不确定性带来的调度挑战已经成为影响水库群运行的重要问题。
3、在此背景下，近年来区间优化和多目标优化方法被逐步引入水库群调度，以更好地适应复杂的流量波动性和多重目标的平衡需求。区间优化方法通过上下界的方式表示径流不确定范围，在此区间内进行优化以提升调度的适应性。这种方法的优势在于可以兼顾多种调度需求，尤其在不确定条件下提高决策的鲁棒性。然而，现有区间优化方法在目标函数的设计
4、综上所述，本专利技术通过提出多目标优化模型和动态优化算法，提供了一种在入库径流不确定条件下更具鲁棒性和适应性的调度解决方案，为水库群的科学管理提供了创新性技术支撑。此外，本专利技术的模型的创新之处在于结合多目标优化方法和区间优化策略，在多目标的平衡、调度策略的自适应调整提供了显著的技术优势，有助于提升水库群调度的综合效益和安全性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，解决现有技术存在的目标函数的设计上过于简化，难以涵盖供水、防洪、发电和生态等多种需求之间的动态平衡，同时传统的多目标模型一般仅在某些静态条件下构建，难以在径流动态变化的实际场景中实现合理的调度问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，包括以下步骤：
3、步骤1、基于水库所在流域的调度特性，构建最大防洪库容安全保证准则、梯级水库群总发电量最大准则的梯级水库群区间多目标调度模型；同时对梯级水库群区间多目标调度模型添加区间约束条件，区间约束条件包括水量平衡约束、出流平衡约束、蓄水容量约束、水轮机过流量约束、出流约束和出力约束；
4、步骤2、执行双种群动态协同区间优化方法求解水库群最优调度方案；
5、步骤3、输出水库群最优调度方案集。
6、优选的，最大防洪库容安全保证准则具体为以防洪库容占用最小作为优化目标，旨在通过减少防洪库容的占用量来提升水库的综合效益和防洪安全。这一目标能够在确保防洪安全的前提下，优化水资源的利用效率，腾出更多库容用于供水、发电等需求。同时，防洪库容的占用最小化增加了水库调度的灵活性，使其在不同水情下拥有更大的操作空间，更好地应对气象和水文变化，降低因频繁泄洪对下游经济和环境的冲击影响，减少运行成本，延长设施使用寿命。总体而言，此优化目标有助于实现水库多功能的协调平衡，确保水库运行的综合效益最优。最大防洪库容安全保证准则对应的目标函数表示为：
7、(1)；
8、其中，表示第 k个水库在第 j个时段占用的防洪库容；是的第 j个时段的分量，，其中是一个独立于决策变量 x外的固定区间向量参数，在本调度模型中，区间参数代表 m个不确定性区间入库径流；表示受到区间向量参数影响下的防洪目标值。
9、优选的，梯级水库群总发电量最大准则旨在通过合理调度实现水资源的高效利用、发电经济效益的提升、能源供给的稳定性以及生态环境的保护；这一目标能够在充分利用水资源的基础上，推动水力发电的最大化，增加经济收益并支持区域能源需求的可靠供给，减少对化石燃料的依赖，进而减少碳排放，促进绿色低碳发展。总体而言，以梯级水库群总发电量最大化为优化目标，确保了水库的经济和社会效益以及推动了资源的可持续利用，对应的目标函数表示为：
10、(2 )；
11、式中，为表示受到区间向量参数影响下所有梯级水库的总发电量，和分别代表水库的数量和调度时段数目，是第个时段的总小时数，、和分别代表第个水库在第个时段的出力、发电流量和水头，为第个水库的出力系数。
12、优选的，水量平衡约束、出流平衡约束、蓄水容量约束、水轮机过流量约束、出流约束和出力约束的表达式如下：
13、水量平衡约束：
14、(3)；
15、式中，代表与第 k个水库直接相连的所有上游水库，和分别代表第 k个水库在第 j个时段的库容和区间入流量，区间参数代表受到 m个不确定性区间入库径流影响；表示与第 k个水库直接相连的第个上游水库在第 j时段的出库流量；表示第 k个水库在第 j时段的出库流量；
16、出流平衡约束：
17、(4 )；
18、式中，代表第 k个水库在第 j个时段的弃水量；
19、蓄水容量约束：
20、(5)；
21、式中，和分别代表第 k个水库在第 j个时段的允许库容阈值的上、下限；
22、水轮机过流量约束：
23、(6)；
24、式中，和分别代表第 k个水库在第 j个时段的水轮机允许过流量阈值的上、下限；
25、出流约束：
26、(7)；
27、式中，和分别代表第 k个水库在第 j个时段的下泄流量阈值的上、下限；
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1.一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于：最大防洪库容安全保证准则具体为以防洪库容占用最小作为优化目标，最大防洪库容安全保证准则对应的目标函数表示为：
3.根据权利要求2所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于，梯级水库群总发电量最大准则对应的目标函数表示为：
4.根据权利要求3所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于：水量平衡约束、出流平衡约束、蓄水容量约束、水轮机过流量约束、出流约束和出力约束的表达式如下：
5.根据权利要求4所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于：步骤2中执行双种群动态协同区间优化方法求解水库群最优调度方案的过程如下：
6.根据权利要求5所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于：S202中执行混沌-秩序映射初始化策略的表达式如下：
7.根据权利要求6所述的一种不确定条件下水库群调度区
8.根据权利要求7所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于，S204中执行精英指导优化策略的具体表达式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于：最大防洪库容安全保证准则具体为以防洪库容占用最小作为优化目标，最大防洪库容安全保证准则对应的目标函数表示为：
3.根据权利要求2所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于，梯级水库群总发电量最大准则对应的目标函数表示为：
4.根据权利要求3所述的一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法，其特征在于：水量平衡约束、出流平衡约束、蓄水容量约束、水轮机过流量约束、出流约束和出力约...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯仲恺，姚欣汝，夏一凡，章力，唐洪武，肖洋，杨涛，熊明，牛文静，张涛涛，孔令仲，王永强，张睿，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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