(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210984477.2 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 长沙理工大 学 地址 410114 湖南省长 沙市天心区万家丽 南路2段96 0号 (72)发明人 黄草　李威岐　杨忆昕　何斯重　 周楚琪　 (74)专利代理 机构 长沙市融智专利事务所(普 通合伙) 43114 专利代理师 胡喜舟 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种水库群防洪调度预泄库容分配方法及 预泄调度系统 (57)摘要 本发明公开了一种水库群防洪调度预泄库 容分配方法及预泄调度系统， 其中分配方法包括 将流域水库群系统等效为一个虚拟水库， 当需要 启用预泄调度时， 计算当前时段的总预泄目标水 量； 基于流域水库群系统内各个水库的功效计算 各个水库对应的分配权重； 基于总预泄目标水量 及各个水库对应的分配权重得到各个水库的预 泄目标水量。 该方案结合水库群结构特性、 水力 特性、 库容特性以及功能特性， 建立了水库群预 泄库容分配准则， 明确了各水库预泄量的协同与 分配机制， 且对于梯级、 并联和混联水库群都具 有适应性， 可以有效解决水库群防洪调度过程中 存在各水库预泄库容大小不协调， 使用频率不均 衡等问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115481868 A 2022.12.16 CN 115481868 A 1.一种水库群防洪调度预泄库容分配方法， 其特 征在于， 包括： 将流域水库群系统等效为一个虚拟水库， 当需要启用预泄调度时， 计算当前时段的总 预泄目标 水量； 基于流域水库群系统内各个水库的功效计算各个水库对应的分配权 重； 基于总预泄目标 水量及各个水库对应的分配权 重得到各个水库的预泄目标 水量。 2.根据权利要求1所述的水库群防洪调度预泄库容分配方法， 其特征在于， 所述基于流 域水库群系统内各个水库的功效计算各个水库对应的分配权 重， 包括： 在流域水库群系统中应用如下一种或两种方式计算各个水库对应的分配权 重： 方式一： 采用 “风险均担 ”规则计算各个水库的分配权 重， 计算公式如下： 式中， λi表示第i个水库的分配权重， Fi、 Pi以及Vi分别为第i个 水库所控制区域的集水面 积、 预报累计净雨以及防洪库容； 方式二： 采用 “能者多劳 ”规则计算各个水库的分配权 重， 计算公式如下： 式中， φi、 分别为第i个水库干支流 排序因子和防洪库容 排序因子 。 3.根据权利要求1或2所述的水库群防洪调度预泄库容分配方法， 其特征在于， 流域水 库群系统内第i个水库的预泄目标 水量通过下式计算： Vpre_i＝ λiVpre 式中， Vpre_i表示第i个水库预泄目标水量， λi表示第i个水库的分配权重， Vpre表示当前 时段的总预泄目标 水量。 4.根据权利要求1或2所述的水库群防洪调度预泄库容分配方法， 其特征在于， 所述当 前时段的总预泄目标 水量通过如下 方法计算得到： 将流域水库群系统等效为一个虚拟水库， 获取该流域水库群系统的预报信息， 结合该 流域水库群系统的当前蓄水状态， 计算当前时段的实时预泄指数rt； 将实时预泄指数rt与预设的预泄启动阈值rst及预泄终止阈值rnd进行比较； 当rt≥rst时， 流域水库群系统启动预泄调度， 通过 下式计算预泄目标 水量； 其中， Vt‑pre为t时段的流域水库群系统总预泄目标水量； Vp‑pre为预泄深度阈值， 是若干 场频率为p的洪水的最大 预泄深度。 5.根据权利要求4所述的水库群防洪调度预泄库容分配方法， 其特征在于， 所述预泄指 数rt通过如下公式计算得到： 其中， t为时段编号； rt为流域水库群系统t时段的预泄指数， Vobj为流域水库群系统t时 段的目标蓄水量总和； d为 预报峰现时间距离现在的时段数； Qd为预报洪峰流量； Qp为流域水权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115481868 A 2库群系统中各水库设计洪峰流量的最大值； Wt为预报洪水的洪量； Wp为流域水库群系统中各 水库设计洪水的洪量的最大值； α1， α2， α3为权重系数， α1+α2+α3＝1。 6.根据权利要求4所述的水库群防洪调度预泄库容分配方法， 其特征在于， 所述预泄启 动阈值rst、 预泄终止阈值rnd及预泄深度阈值Vp‑pre通过如下 方法得到： 获取K场水库历史洪水 过程数据， 其中K为预设值； 基于目标函数和约束条件构建水库防洪优化调度模型； 其中， 所述目标函数为水库蓄 水安全目标函数与下游防洪安全目标函数 的加权和； 所述约束条件包括水量平衡约束、 库 容约束、 下泄能力约束； 将K场流域水库群系统历史洪水过程数据作为水库防洪优化调度模型的输入， 逐场 次 进行数值模拟计算， 得到各场次流 域水库群系统历史洪水的防洪优化调度结果； 分析第k场流域水库群系统历史洪水的防洪优化调度结果， 逐时段计算洪水调度期间 的预泄指数k ‑rt； 获取洪水来临前流域水库群系统中各水库水位第一次低于防洪限制水位 的最早时刻k ‑ts并作为预泄开始时刻， 并获取该时刻的预泄指数k ‑rst； 获取洪峰过后流域 水库群系统中各水库水位第 一次下降的最晚时刻k ‑tp， 在流域水库群系统防洪调度的k ‑ts 至k‑tp阶段， 预泄指数k ‑rt取得最小值的时刻为第k场洪水预泄终止时刻， 获取该时刻的预 泄指数k‑rnd； k‑ts至k‑tp阶段中水库群系统总预泄水量最大值记为k ‑Vp‑pre； 其中， k＝1， 2， 3，…K； 计算所有场次流域水库群系统历史洪 水的预泄开始时刻的预泄指数k ‑rst的平均值， 得 到预泄启动阈值rst， 计算所有场次流域 水库群系统历史洪水的预泄终止时刻的预泄指数k ‑ rnd的平均值， 得到预泄终止阈值rnd； 对所有场次流域水库群系统历史洪水以频率进行划 分， 分别取不同频率下历史洪水的k ‑Vp‑pre中最大值， 得到洪水频率为p的预泄深度阈值 Vp‑pre。 7.一种水库群预泄调度系统， 其特 征在于， 包括： 总预泄目标水量计算模块， 用于将流域水库群系统等效为一个虚拟水库， 当需要启用 预泄调度时， 计算当前时段的总预泄目标 水量； 权重获取模块， 用于基于流域水库群系统内各个水库的功效计算各个水库对应的分配 权重； 分配模块， 用于基于总预泄目标水量及各时刻对应的分配权重得到各个水库的预泄目 标水量； 预泄调度模块， 用于在启用预泄调度时， 根据各个水库的预泄目标水量将各个水库水 量下泄。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115481868 A 3