中国水利水电科学研究院;青海黄河上游水电开发有限责任公司李想获国家专利权
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龙图腾网获悉中国水利水电科学研究院;青海黄河上游水电开发有限责任公司申请的专利基于径流时空二维随机模拟的水库群调度规则提取方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121581569B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511802212.6,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权基于径流时空二维随机模拟的水库群调度规则提取方法是由李想;米子甲;尹冬勤;席欣悦;黄海兵;沈延青;三梅英;张毅;靳少波设计研发完成,并于2025-12-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于径流时空二维随机模拟的水库群调度规则提取方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于径流时空二维随机模拟的水库群调度规则提取方法,其包括优选逐个水库、逐个时段的径流边缘分布函数,优选同一水库、不同时段以及同一时段、不同水库的径流Copula联合分布函数;利用优选的径流Copula联合分布函数,结合蒙特卡洛法的逆变换抽样,通过随机模拟生成多组常规情景与极端情景径流序列数据;建立水库群优化调度模型,以随机模拟的多组径流序列数据作为模型输入,通过模型优化求解,得到相应的多组水库群优化调度结果;利用数据挖掘方法确定关键决策因子,利用机器学习方法建立水库群调度规则模型;以确定的关键决策因子当前及前后若干个时段状态量作为水库群调度规则模型输入,预测得到水库群调度运行结果,支持决策实践。
本发明授权基于径流时空二维随机模拟的水库群调度规则提取方法在权利要求书中公布了:1.基于径流时空二维随机模拟的水库群调度规则提取方法,其特征在于,包括步骤: S1、以具有水力、电力联系的水库群为研究对象,筛选逐个水库、逐个时段的径流边缘分布函数,基于径流边缘分布函数筛选同一水库、不同时段以及同一时段、不同水库的径流Copula联合分布函数; S2、考虑径流时空二维特征,利用筛选的径流Copula联合分布函数,结合蒙特卡洛法的逆变换抽样,通过多次随机模拟,生成多组包含全部水库、全部时段的径流序列数据; S3、确定水库群优化的目标函数与约束条件,建立水库群优化调度模型,以多次随机模拟的多组径流序列数据作为模型输入,利用优化算法进行模型求解,得到相应的多组水库群优化调度结果,包括全部水库、全部时段的时段末库容、时段平均下泄流量、时段平均发电流量、时段平均弃水流量、时段平均出力; S4、根据多次随机模拟的多组径流序列数据及其对应的多组水库群优化调度计算结果,采用数据挖掘方法确定关键决策因子,利用机器学习方法建立水库群调度规则模型; S5、以确定的关键决策因子当前及前后若干个时段的状态量作为水库群调度规则模型的输入,预测得到水库群调度运行结果;所述状态量包括时段在一年中的位置以及全部水库的当前及前后若于个时段实测和预报入库流量、当前及前若干个时段实测初库容、前若干个时段实测平均下泄流量; 步骤S1进一步包括: S11、选取多种概率分布函数,至少包括Normal函数、Gamma函数、Log-normal函数、GEV函数和Weibull函数,分别计算逐个水库、逐个时段的径流边缘分布函数; S12、采用最大似然法分别计算径流边缘分布函数的参数,并使用均方根误差作为评价指标,对多种分布函数进行结果检验,筛选出最适合的径流边缘分布函数; S13、基于径流边缘分布函选取多种径流Copula联合分布函数,至少包括ClaytonCopula函数、FrankCopula函数和GumbelCopula函数,分别计算同一水库、不同时段以及同一时段、不同水库的径流Copula联合分布函数; S14、采用最大似然法分别计算径流Copula联合分布函数的参数,并使用均方根误差作为评价指标,对多种径流Copula联合分布函数进行结果检验,筛选出最适合的同一水库、不同时段以及同一时段、不同水库的径流Copula联合分布函数; 当已知水库i时段t的径流量时,求解水库i时段t+1的径流量的表达式为: 其中,为任一水库i在时段t和时段t+1的径流Copula联合分布函数;和分别为任一水库i在时段t和时段t+1的径流量; 当已知时段t水库i的径流量时,求解时段t水库i+1的径流量的表达式为: 其中,为任一时段t水库i和水库i+1的径流Copula联合分布函数;和分别为任一时段t水库i和水库i+1的径流量; 所述水库群优化的目标函数为发电量最大,表达式为: ; ; ; ; ; ; 其中,为具有水力、电力联系的水库群的发电量最大目标;i为水库索引,,I为水库群中的总水库数量;t为时段索引,,T为总时段数;为水库i的电站在时段的发电功率;为时段长;为水的密度;为重力加速度;为水库i的电站发电效率;、和分别为水库i在时段t的下泄流量、电站发电流量和弃水流量;、、和分别为水库i的电站在时段t的平均水头、坝前平均水位、坝后平均水位和平均水头损失;为水库i在时段t的平均库容;和分别为水库i在时段t始、末的库容;、、、和及、、、和均为采用多项式拟合的系数; 所述约束条件包括水量平衡方程、初始终止库容约束、水库库容约束、下泄流量约束、发电流量约束和水电站出力约束; 所述水量平衡方程的表达式为: ; 所述初始终止库容约束的表达式为: ;; 所述水库库容约束的表达式为: ; 所述下泄流量约束的表达式为: ; 所述发电流量约束的表达式为: ; 所述水电站出力约束的表达式为: ; 其中,为水库在时段的入库流量;为水库在时段的蒸发量;为水库在调度期初的库容;为水库在调度期末的目标库容;和分别为水库在时段的最小和最大库容;和分别为水库在时段的最小和最大下泄流量;和分别为水库的电站在时段的最小和最大发电流量;和分别为水库的电站在时段的最小和最大发电功率。
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