本技术公开了一种不确定条件下水库群调度区间多目标优化方法,属于水库优化调度技术领域,首先建立一种创新的梯级水库群区间多目标调度模型;其次提出一种双种群动态协同区间优化方法用以求解所提区间多目标调度模型,进一步获得水库群最优调度方案;最后输出水库群最优调度方案集;其中所提优化方法通过混沌‑秩序映射初始化策略、动态自适应互促更新策略以及精英指导优化策略的有机结合,从而快速、高效地寻优得到一组考虑径流不确定性的可靠、精确调度方案集合,为调度决策者提供了解决梯级水库群优化多目标复杂工程问题的有效决策技术手段,提高了水资源管理的智能化水平和综合性效益,进一步增强水资源系统应对复杂环境和不确定因素的能力。
背景技术
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。
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。
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。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。
综上所述,本发明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,本发明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。
实现思路