CN108153155A - 一种基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，根据泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，建立包含坝前水位、闸门开度、下泄流量三个变量的泄洪闸门模型；在自动补水的不同环节的不同需要，利用泄洪闸门模型，根据坝前水位，以及闸门开度和下泄流量两个变量的其中之一，计算另外一个变量。本发明实现了较高精度的坝前水位与闸门开度到下泄流量的计算，以及较高精度的坝前水位与下泄流量到闸门开度的计算，并且模型有效性与趋势正确性会随试验数据数量、正确性、精度的提高而明显提高。

Description

一种基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法

技术领域

本发明属于水电站自动化控制技术领域，涉及一种基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法。

背景技术

由于地理位置原因，出于保障航运、河道附近人员安全等方面的考虑，某些水电站在承担发电任务的同时，需要保证下泄流量及下游水位的稳定。而水力发电机组承担了电网的主力调峰任务，经常需要在短时间内进行大幅度的负荷调整，同时水电机组也有因事故而导致紧急停机甩负荷的可能，二者都会导致机组发电流量发生剧烈变化。因此在发电流量发生剧烈变化，尤其是剧烈下降时，需要紧急开启泄洪闸门进行应急补水。而为了保证总体下泄流量和下游水位的稳定，需要在实时坝前水位下，提供具有一定精度的闸门开度和闸门流量之间的换算方法。

文献一《向家坝水电站监控系统应急补水程序原理及技术实现》(水电厂自动化2014年第35卷第4期第6页)、文献二《向家坝电站下游自动应急补水的研究与实现》(水电站机电技术2014年第37卷第3期第40页)、文献三《向家坝水电站切负荷应急补水控制研究与应用》(水电站机电技术2017年第40卷第7期第38页)披露了一种紧急补水的泄洪闸门操作方案，但在闸门流量计算和闸门开度计算环节均未提供具有操作性的闸门开度和闸门流量的换算方法，难以保证应急补水的精确度。

文献四《景洪电厂事故应急补水在监控系统中的自动化研究及应用》(水电与抽水蓄能2016年第2卷第4期第61页)披露了一种完整的紧急补水闸门操作方案，但在建模、闸门流量、闸门开度的计算中使用了线性拟合算法，缺点是需要将闸门在不同坝前水位下开度和流量的对应关系表完整输入到补水程序中，造成程序冗长，并且难以控制由于数据输入错误而导致的计算误差。上述的四篇文献，或未给出不同水位下闸门开度和闸门流量的具体换算方式，或是采用了比较原始的建模和计算方法。

如何提供一种高度精简的泄洪闸门建模、以及闸门开度和闸门流量的换算方法，使水电站在需要维持下泄流量稳定时，实现自动、快速、并具有一定精度的泄洪闸门紧急开启补水，尚是一个有待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，能根据不同坝前水位下闸门的流量开度对应关系建立泄洪闸门模型，并在当前坝前水位下，利用泄洪闸门模型，根据闸门开度计算闸门流量，或根据闸门目标流量计算目标开度。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，包括以下操作：

S1000)根据泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，建立包含坝前水位、闸门开度、下泄流量三个变量的泄洪闸门模型；

S2000)在自动补水的不同环节的不同需要，利用泄洪闸门模型，根据坝前水位，以及闸门开度和下泄流量两个变量的其中之一，计算另外一个变量；

其中，S1000)包括以下操作：

S1100)将泄洪闸门在不同水位、不同开度下，所对应下泄流量的试验数据，整理为泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，其中坝前水位从低到高排列，每个坝前水位下包含元素一一对应的泄洪闸门开度和下泄流量两个向量。

S1200)将S1100)所得泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，根据关系表在不同水位下的特征差异，以及建模结果的有效度，将关系表从最低水位到最高水位分解为若干部分，并分别建模处理；

S1300)基于线性代数的最小二乘及多重回归方法，对于S1200)划分的各部分水位、开度、流量关系表，建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程；

S1400)对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，根据最大闸门开度识别、以及进行趋同处理后的各坝前水位对应的泄洪闸门最大有效开度，建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程；

S1500)将S1300、S1400得出的方程进行整合，得到泄洪闸门模型；

S1600)对S1500所得泄洪闸门模型的有效性进行验证；

S1700)根据S1600的验证结果决定是否矫正建模过程和建模结果；

其中，S1000)包括以下操作：

S2100)在坝前水位确定的情况下，根据泄洪闸门开度，计算下泄流量；

S2200)在坝前水位确定的情况下，根据泄洪闸门下泄流量，计算闸门开度。

S1200)所述的将泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解包括以下步骤：

S1210)在每个坝前水位下，如果泄洪闸门的下泄流量与闸门开度始终保持递增关系，则将最大闸门开度识别为最大有效开度；如果泄洪闸门的下泄流量当闸门开度大于某一特定开度后，不在增加，则将该特定开度识别为最大有效开度；

S1220)将泄洪闸门有效开度作为主要特征，按照坝前水位区间，对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，并进行后续建模；

S1230)如果S1600所得建模结果有效性不满足要求，则在之前的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进一步分解，并重新进行建模。

S1300所述建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程包括以下步骤：

S1310)对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，选择是否对各坝前水位下，泄洪闸门的最大有效开度进行趋同处理，使划分的每个坝前水位区间内，泄洪闸门的最大有效开度保持一致；

S1320)对S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表中的数据点设置权值，权值设置包括以下设定：

S1321)基本规则：在给定坝前水位的前提下，当闸门开度小于最大有效开度的情况下，权值设置为1；当闸门开度大于最大有效开度的情况下，权值设置为远小于1，默认设置为0；当闸门开度等于最大有效开度的情况下，根据下泄流量数据对应闸门开度的数据趋势，进行有效性判断，权值设置为1到0中的某个值；

S1322)修正规则：在泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点之外，如果S1600所得建模结果有效性或模型变化趋势不满足要求，则可以对除闸门开度小于最大有效开度的其它情况，在不违反S1321基本规则的前提下，对权值进行修正，使建模结果有效性和模型变化趋势满足要求；

S1330)按照次数由低到高，计算二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程度：

S1331)建立给定次数的二元多次预测方程，以坝前水位、闸门开度为独立变量，下泄流量为函数变量；

S1332)将泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个三维数据点代入S1331建立的二元多次预测方程，形成二元多次方程组；

S1333)根据S1320对各个数据点设置的权值，使用线性代数加权最小二乘法，计算S1332形成的二元多次方程组的参数向量和余差向量；

S1334)计算余差向量的平均值和最大值，作为二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程度指标；

S1340)综合考虑次数上升带来的模型精度、模型复杂性、方程拟合程度之间的关系，选择适当次数的二元多次预测方程，代入S1333得到的参数向量，得到S1200划分的坝前水位区间内下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程。

S1400所述的建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程，包括以下操作：

S1410)在给定坝前水位区间内，如果泄洪闸门最大有效开度保持一致，则建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元零次方程，即有效开度为恒定常数；

S1420)在给定坝前水位区间内，如果泄洪闸门最大有效开度不一致，则使用线性代数的最小二乘方法，建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程：

S1421)在泄洪闸门水位、开度、流量关系表中，根据流量随开度变化的趋势，选择是否需要对闸门最大有效开度进行修正；将坝前水位以及对应的最大下泄流量，代入S1340得出的二元多次方程，并采用与最大有效开度绝对差值最小的解，对最大有效开度进行修正；

S1422)按照次数由低到高，建立一元多次预测方程，其中坝前水位为独立变量，S1421修正后的闸门最大有效开度为函数变量；

S1423)将1400得出的坝前水位、闸门最大有效开度组成的二维数据点代入S1422建立的一元多次预测方程，形成一元多次方程组；

S1424)使用线性代数最小二乘法，计算S1423形成的一元多次方程组的参数向量和余差向量；

S1425)计算余差向量的平均值和最大值，作为一元多次方程对由坝前水位、闸门最大有效开度组成的各个二维数据点的拟合程度指标；

S1426)综合考虑次数上升带来的模型精度、模型复杂性、方程拟合程度之间的关系，选择适当次数的一元多次预测方程，代入S1424得到的参数向量，得到S1200划分的坝前水位区间内泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程。

S1500所述的泄洪闸门模型包括以下设定：

S1510)泄洪闸门模型按照坝前水位的不同，由S1200划分的各坝前水位区间组成：

S1520)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门最大有效开度由S1400)得出的泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程，以及给定的坝前水位，经过计算得出；

S1530)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门最大下泄流量由S1300)得出的下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程，以及给定的坝前水位和S1520得出的泄洪闸门最大有效开度，经过计算得出；

S1540)根据所属坝前水位区间的不同，在S1520所得泄洪闸门最大有效开度，和S1530所得泄洪闸门最大下泄流量的范围内，泄洪闸门坝前水位、闸门开度、下泄流量受S1340得出的二元多次方程支配；

S1550)根据所属坝前水位区间的不同，当闸门开度超过在S1520所得泄洪闸门最大有效开度时，泄洪闸门下泄流量等于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量；

S1560)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门下泄流量不能大于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量。

S1600所述的对泄洪闸门模型的有效性进行验证包括以下操作：

S1610)在剔除坝前水位影响因素的前提下，泄洪闸门开度与下泄流量应保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外；

S1620)泄洪闸门最大有效开度与坝前水位应保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外；

S1630)泄洪闸门最大下泄流量与坝前水位保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外；

S1640)在剔除闸门开度影响因素的前提下，对于一定精度下的坝前水位，泄洪闸门下泄流量与坝前水位保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外。

S1700所述的矫正建模过程和建模结果包括以下操作：

S1710)在S1200的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进一步分解，并重新执行建模及后续步骤；

S1720)在S1200的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表人工提高数据密度，并重新执行建模等后续步骤；

S1730)对S1320设置的权值进行矫正，并重新执行构建方程等后续步骤。

S2100所述计算下泄流量包括以下设定：

S2110)在坝前水位确定的情况下，如果泄洪闸门开度大于或等于S1520所得泄洪闸门最大有效开度，则下泄流量等于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量；

S2120)在坝前水位确定的情况下，如果泄洪闸门开度小于或等于S1520所得泄洪闸门最大有效开度，则下泄流量等于，将坝前水位和闸门开度代入S1300得出的二元多次方程后计算出的结果。

S2200所述的功能块划分包括以下设定：

S2210)在坝前水位确定的情况下，则闸门开度等于将坝前水位和下泄流量代入S1300得出的二元多次方程后计算出的结果；

S2220)若S2210得出多个闸门开度，在所得的多个闸门开度确定的区间内任意选择一个数值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1、本发明的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，将反映为由坝前水位、闸门开度、下泄流量组合的多个三维数据散点的泄洪闸门试验数据，拟合为三维趋势曲面模型，从而实现了较高精度的坝前水位与闸门开度到下泄流量的计算，以及较高精度的坝前水位与下泄流量到闸门开度的计算，并且模型有效性与趋势正确性会随试验数据数量、正确性、精度的提高而明显提高。

2、本发明的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，采用了预先建模的方式，将大量的泄洪闸门试验数据压缩为一个或多个二元多次方程，减少了具体实施环节的编程工作量，降低了出现输入数据错误的概率，同时有效精简了自动补水程序的长度和复杂性；

3、本发明的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，采用了预先建模的方式，在泄洪闸门试验数据修正或完善后，可以通过MATLAB等数学工具方便的对泄洪闸门模型进行优化或矫正，对于自动补水程序则一般仅需要根据泄洪闸门模型的优化或矫正结果，进行局部修正，降低了对自动补水程序的后续维护工作量。

4、本发明的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，主要基于线性代数多重回归和最小二乘方法，不涉及泄洪闸门的具体物理或环境特性，在水电站泄洪闸门自动控制领域，或其它行业类似闸门自动控制领域具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明水电站泄洪闸门的多重回归建模及计算方法的主流程图；

图2为坝前水位596至597米时下泄流量与坝前水位非正相关示意图；

图3为坝前水位596至597米时最大下泄流量与坝前水位非正相关示意图；

图4为下泄流量与闸门开度的关系图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，本发明提供的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，包括以下步骤：

S1000)根据泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，建立包含坝前水位、闸门开度、下泄流量三个变量的泄洪闸门模型；

S2000)在自动补水的不同环节的不同需要，利用泄洪闸门模型，根据坝前水位，以及闸门开度和下泄流量两个变量的其中之一，计算另外一个变量。

本发明的水电站泄洪闸门的多重回归建模及计算方法，所述的步骤S1000包括：

S1100)将泄洪闸门在不同水位、不同开度下，所对应下泄流量的试验数据，整理为泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，表结构为，坝前水位从低到高排列，每个坝前水位下包含元素一一对应的泄洪闸门开度和下泄流量两个向量。

S1200)将S1100所得泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，为了提高模型的拟合精度，降低模型的复杂程度，本发明根据关系表在不同水位下的特征差异，以及建模结果的有效度，将关系表从最低水位到最高水位分解为若干部分，并分别建模处理。

S1200所述的将泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解包括以下步骤：

S1210)在每个坝前水位下，如果泄洪闸门的下泄流量与闸门开度始终保持递增关系，则将最大闸门开度识别为最大有效开度，如果泄洪闸门的下泄流量当闸门开度大于某一特定开度后，不在增加，则将该特定开度识别为最大有效开度。

S1220)将泄洪闸门有效开度作为主要特征，按照坝前水位区间，对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，并进行后续建模；

S1230)如果S1600所得建模结果有效性不满足要求，则在之前的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进一步分解，并重新进行建模。

S1300)基于线性代数的最小二乘及多重回归方法，对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程。

S1300所述建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程包括以下步骤：

S1310)在不影响建模结果有效的前提下，为简化模型，对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，可以选择是否对各坝前水位下，泄洪闸门的最大有效开度进行趋同处理，使划分的每个坝前水位区间内，泄洪闸门的最大有效开度保持一致。

S1320)对S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表中的数据点设置适当的权值；

S1320所述设置适当的权值包括以下设定：

S1321)基本规则，在给定坝前水位的前提下，当闸门开度小于最大有效开度的情况下，权值设置为1，当闸门开度大于最大有效开度的情况下，权值设置为远小于1，默认设置为0，当闸门开度等于最大有效开度的情况下，根据下泄流量数据对应闸门开度的数据趋势，进行有效性判断，权值设置为1到0中的某个值；

S1322)修正规则，在泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点之外，如果S1600所得建模结果有效性或模型变化趋势不满足要求，则可以对除闸门开度小于最大有效开度的其它情况，在不违反S1321基本规则的前提下，对权值进行修正，使建模结果有效性和模型变化趋势满足要求。

S1330)按照次数由低到高，计算二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程度；

S1330所述的计算二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程包括以下步骤：

S1331)建立给定次数的二元多次预测方程，以坝前水位、闸门开度为独立变量，下泄流量为函数变量；

S1332)将泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个三维数据点代入S1331建立的二元多次预测方程，形成二元多次方程组；

S1333)根据S1320对各个数据点设置的权值，使用线性代数加权最小二乘法，计算S1332形成的二元多次方程组的参数向量和余差向量；

S1334)计算余差向量的平均值和最大值，作为二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程度指标；

S1340)综合考虑次数上升带来的模型精度、模型复杂性、方程拟合程度之间的关系，选择适当次数的二元多次预测方程，代入S1333得到的参数向量，得到S1200划分的坝前水位区间内下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程。

S1400)对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，根据S1210识别的，以及S1310趋同处理后的，各坝前水位对应的泄洪闸门最大有效开度，建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程。

S1400所述的建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程包括以下设定：

S1410)在给定坝前水位区间内，如果泄洪闸门最大有效开度保持一致，则建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元零次方程，即有效开度为恒定常数；

S1420)在给定坝前水位区间内，如果泄洪闸门最大有效开度不一致，则使用线性代数的最小二乘方法，建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程；

S1420所述的建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程包括以下步骤：

S1421)在泄洪闸门水位、开度、流量关系表中，根据流量随开度变化的趋势，选择是否需要对闸门最大有效开度进行修正，方法是，将坝前水位以及对应的最大下泄流量，代入S1340得出的二元多次方程，并采用与最大有效开度绝对差值最小的解，对最大有效开度进行修正。

S1422)按照次数由低到高，建立一元多次预测方程，其中坝前水位为独立变量，S1421修正后的闸门最大有效开度为函数变量；

S1423)将1400得出的坝前水位、闸门最大有效开度组成的二维数据点代入S1422建立的一元多次预测方程，形成一元多次方程组；

S1424)使用线性代数最小二乘法，计算S1423形成的一元多次方程组的参数向量和余差向量；

S1425)计算余差向量的平均值和最大值，作为一元多次方程对由坝前水位、闸门最大有效开度组成的各个二维数据点的拟合程度指标；

S1426)综合考虑次数上升带来的模型精度、模型复杂性、方程拟合程度之间的关系，选择适当次数的一元多次预测方程，代入S1424得到的参数向量，得到S1200划分的坝前水位区间内泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程。

S1500)将S1300、S1400得出的方程进行整合，得到泄洪闸门模型。

S1500所述的泄洪闸门模型包括以下设定：

S1510)泄洪闸门模型按照坝前水位的不同，由S1200划分的各坝前水位区间组成；

S1520)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门最大有效开度由S1425得出的泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程，以及给定的坝前水位，经过计算得出；

S1530)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门最大下泄流量由S1340得出的下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程，以及给定的坝前水位和S1520得出的泄洪闸门最大有效开度，经过计算得出；

S1540)根据所属坝前水位区间的不同，在S1520所得泄洪闸门最大有效开度，和S1530所得泄洪闸门最大下泄流量的范围内，泄洪闸门坝前水位、闸门开度、下泄流量受S1340得出的二元多次方程支配。

S1550)根据所属坝前水位区间的不同，当闸门开度超过在S1520所得泄洪闸门最大有效开度时，泄洪闸门下泄流量等于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量。

S1560)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门下泄流量不能大于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量。

S1600)对S1500所得泄洪闸门模型的有效性进行验证：

S1600所述的对泄洪闸门模型的有效性进行验证包括以下内容：

S1610)原则上，在剔除坝前水位影响因素的前提下，泄洪闸门开度与下泄流量应保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下，允许出现例外；

S1620)原则上，泄洪闸门最大有效开度与坝前水位应保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下，允许出现例外；

S1630)原则上，泄洪闸门最大下泄流量与坝前水位保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下，允许出现例外；

S1640)原则上，在剔除闸门开度影响因素的前提下，对于一定精度下的坝前水位，泄洪闸门下泄流量与坝前水位保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下，允许出现例外。

S1700)根据S1600的验证结果决定是否矫正建模过程和建模结果：

S1700所述的矫正建模过程和建模结果包括以下内容：

S1710)在S1200的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进一步分解，并重新执行建模等后续步骤；

S1720)在S1200的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表人工提高数据密度，并重新执行建模等后续步骤；

S1730)对S1320设置的权值进行矫正，并重新执行构建方程等后续步骤。

本发明的水电站泄洪闸门的多重回归建模及计算方法，所述的步骤S2000包括：

S2100)在坝前水位确定的情况下，根据泄洪闸门开度，计算下泄流量；

具体为：S2110)在坝前水位确定的情况下，如果泄洪闸门开度大于或等于S1520所得泄洪闸门最大有效开度，则下泄流量等于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量；

S2120)在坝前水位确定的情况下，如果泄洪闸门开度小于或等于S1520所得泄洪闸门最大有效开度，则下泄流量等于，将坝前水位和闸门开度代入S1340得出的二元多次方程后计算出的结果。

S2200)在坝前水位确定的情况下，根据泄洪闸门下泄流量，计算闸门开度；

S2200所述的功能块划分包括以下设定：

S2210)在坝前水位确定的情况下，则闸门开度等于，将坝前水位和下泄流量代入S1340得出的二元多次方程后计算出的结果；

S2220)由于S1340所得的二元多次方程，在应用于S2210时，对于闸门开度为隐函数方程，并且根据S1610，下泄流量相对于闸门开度不是完全的单调递增关系，因此S2210可能得出多个闸门开度，但同样根据S1610，非单调递增等例外情况在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下，因此在多个闸门开度确定的区间内任意选择一个数值，不会对补水结果造成本质影响。

为了更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合华能澜沧江水电股份有限公司景洪水电站泄洪闸门实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此，以下只对景洪电站表孔闸门的多重回归建模及计算过程进行描述，对于景洪电站左冲沙底孔闸门和右冲沙底孔闸门仅给出使用本发明得出的建模结果。

本发明提供的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，包括以下步骤：

S1000)根据泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，建立包含坝前水位、闸门开度、下泄流量三个变量的泄洪闸门模型，包括：

S1100)将泄洪闸门在不同水位、不同开度下，所对应下泄流量的试验数据，整理为泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，表结构为坝前水位从低到高排列，每个坝前水位下包含元素一一对应的泄洪闸门开度和下泄流量两个向量，即为表1：

表1 表孔闸门水位、流量、开度关系表

S1200)将S1100所得泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，为了提高模型的拟合精度，降低模型的复杂程度，本发明根据关系表在不同水位下的特征差异，以及建模结果的有效度，将关系表从最低水位到最高水位分解为若干部分，并分别建模处理；

具体的有以下步骤：

1)从表1表孔闸门水位、流量、开度关系表可知，在坝前水位591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602米下，表孔闸门最大有效开度分别为12、13、13、13、13、14、21、21、21、21、21、21米；

2)将泄洪闸门最大有效开度作为主要特征，按照坝前水位区间，对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，分为3个部分，分别为第1部分坝前水位591至596米，对应最大有效开度12至14米，第2部分坝前水位596至597米，对应最大有效开度14至21米，第3部分坝前水位597至602米，对应最大有效开度21米。

S1300)基于线性代数的最小二乘及多重回归方法，对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程，包括：

S1310)在不影响建模结果有效的前提下，为简化模型，对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，可以选择是否对各坝前水位下，泄洪闸门的最大有效开度进行趋同处理，使划分的每个坝前水位区间内，泄洪闸门的最大有效开度保持一致；则第1部分最大有效开度13米，第2部分最大有效开度14至21米，第3部分最大有效开度21米。

S1320)对S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表中的数据点设置适当的权值，根据S1321基本规则，包括：

1)第1部分，闸门开度1至13米时权值为1，其余闸门开度权值为0；

2)第2部分，坝前水位为596米时，闸门开度1至13米权值为1，其余闸门开度权值为0，坝前水位为597米时，权值均为1；

3)第3部分，权值均为1。

S1330)按照次数由低到高，计算二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程度，包括以下步骤：

S1331)建立给定次数的二元多次预测方程，以坝前水位q、闸门开度h为独立变量，下泄流量f为函数变量，其中为了简化方程将坝前水位q平移修正，减590米，于是坝前水位从591至602米，修正为1至12米，同时为了保证当闸门开度h为0时，下泄流量f为0，预测方程中不包含闸门开度h的次数为0的项：

S1332)将泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个三维数据点代入S1331建立的二元多次预测方程，形成二元多次方程组；

S1333)根据S1320对各个数据点设置的权值，使用线性代数加权最小二乘法，计算S1332形成的二元多次方程组的参数向量和余差向量，以第2部分的三次预测方程为例：

1)坝前水位q＝[6 7]，闸门开度h为＝[1 2 3 4…20 21]，下泄流量f＝[120 239361 484 655 839 1023 1210 1334…1602 1710 1782 1799 1816 1833 1850 1867 18841901 1918]

2)设计矩阵A为：

3)加权矩阵W为：其中w向量的w₁₄至w₂₁为0，其余元素为1；

4)最小二乘标准方程为：(WA)^TWAβ＝(WA)^TWf，其中β为参数向量；

5)余差向量为：ε＝WAβ-Wf

S1334)计算余差向量的平均值和最大值，结果为表2：

表2 余差向量平均值和最大值

S1340)综合考虑次数上升带来的模型精度、模型复杂性、方程拟合程度之间的关系，选择适当次数的二元多次预测方程，代入S1333得到的参数向量，得到S1200划分的坝前水位区间内下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程，包括：

1)第1部分，选择五次方程，为：

f＝0.031116114728919876120105669770055×h⁵-0.0089659023079703727143741076588412×h⁴×q

-0.93975430646756363817218016265542×h⁴+0.011004761007380738438432565828862×h³×q²

+0.1108669758179205711012826895967×h³×q+9.0148118510703323380539586651139×h³

-0.01464570168491758674067515499928×h²×q³-0.0096626261553005524801429615422421×h²×q²

+0.27582585338641252281632887388696×h²×q-31.323664795744370792363042710349×h²

+0.0012210012157540630402946524313279×h×q⁴+0.053072333209942666731873117669238×h×q³

-0.45401008234144207831306516709446×h×q²+5.9466695124708879305330810893793×h×q

+118.36379970404613004575367085636×h

2)第2部分，选择六次方程，为：

f＝-0.00046045435189783097667398648056292×h⁶-0.019463198580863622089154318928195×h⁵×q

+0.1655808805999339494707811581975×h⁵+0.17633393634060537391583523003646×h⁴×q²

-1.7024632253949547600058167518×h⁴×q+2.6207742531154254450598273251671×h⁴

-1.315101468172055421135269170918×h³×q³+10.956100911447336443416133988649×h³×q²

+18.548805285663569009102502604946×h³×q-209.94477166996745154392556287348×h³

+0.96028960068205082567516228664317×h²×q⁴+6.0587973785892472733394242823124×h²×q³

-100.08976443034242720386828295887×h²×q²-505.35939534009833096206421032548×h²×q

+4044.4448655999794937088154256344×h²-9.473752116452892835241073044017×h×q⁵

+33.756022196401126223008759552613×h×q⁴+450.21490864349431149094016291201×h×q³

-1500.008605629209341714158654213×h×q²+10555.309310167524017742834985256×h×q

-76503.307372383613255806267261505×h

3)第3部分，选择六次方程，为：

f＝-0.000436241411666807115104366188163×h⁶+0.00023681981085556241947362443589498×h⁵×q

+0.026441266427427705804076296658423×h⁵-0.00016270616457646062437414347101594×h⁴×q²

-0.011057644081052173806734018057796×h⁴×q-0.54910609528919485100573183444794×h⁴

-0.00040034707230139735282745117039838×h³×q³+0.022228985597430261228479864143992×h³×q²

-0.026313607824211732860719692439488×h³×q+4.7563541984393040706891042646021×h³

+0.0011235391245729782396661766696866×h²×q⁴-0.030173370837239529146378558266406×h²×q³

+0.066229997317068162177022827563633×h²×q²+1.173292174837340162696364131989×h²×q

-17.252812140434084398066261201166×h²+0.013122727543515955161979036347475×h×q⁵

-0.66345937584142067322545699425973×h×q⁴+13.190278056529971095756081922445×h×q³

-128.30517053461986165530106518418×h×q²+615.62388683771473552042152732611×h×q

-1043.7716638674071418790845200419×h

S1400)对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，根据S1210识别的，以及S1310趋同处理后的，各坝前水位对应的泄洪闸门最大有效开度，建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程，其中第1部分1最大有效开度恒为13米，第3部分的最大有效开度恒为21米，而第2部分最大有效开度对应坝前水位的一元多次方程建立，有以下步骤：

1)对坝前水位596米的闸门最大有效开度进行修正，将坝前水位以及对应的最大下泄流量，代入S1340得出的二元多次方程，并采用与最大有效开度绝对差值最小的解，对最大有效开度进行修正，得到修正后的闸门最大有效开度为12.9398米；

2)由于只有两个数据点，直接选择一元二次方程，作为泄洪闸门最大有效开度h_max对应坝前水位q的一元多次显函数方程：

h_max＝8.0602×q-35.421400000000787144927016925067

S1500)将S1300、S1400得出的方程进行整合，得到泄洪闸门模型。

S1600)对S1500所得泄洪闸门模型的有效性进行验证，验证发现，第2部分模型不满足有效性，主要表现为：

1)根据S1640，剔除闸门开度影响因素，对于一定精度下的坝前水位，泄洪闸门下泄流量与坝前水位不能保持正相关性，如图2所示，坝前水位为596.5米时，远远高于597米时的下泄流量；

2)根据S1630，泄洪闸门最大下泄流量与坝前水位不能保持正相关性，如图3所示；

S1700)根据S1600的验证结果矫正建模过程和建模结果，包括以下步骤：

1)针对坝前水位介于596和597米之间时，下泄流量远远大于合理数值，按照线性比例原则，对S1200划分的泄洪闸门的水位、开度、流量关系表人工提高数据密度，加入坝前水位596.25、596.5、596.75米时的闸门开度和下泄流量数据，得到表3：

表3 提高数据密度后的坝前水位596至597米的水位、流量、开度关系表

2)针对坝前水位介于596和597米之间时，在闸门开度接近最大有效开度时，下泄流量不合理增大，对S1320设置的坝前水位介于596和597米之间时的数据权值进行修正，同样按照线性比例原则，坝前水位596、596.25、596.5、569.75米下，闸门开度大于13、15、17、19米时，权值设置为0.05，其余数据的权值均设置为1；

3)根据S1300对于S1200划分的第2部分水位、开度、流量关系表，重新建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程：

f＝-0.00054097609308789533499872703714573×h⁶+0.0016462411530124413695796992129772×h⁵×q

+0.022771031549142208005864773667781×h⁵+0.0043156809042934635850530256107049×h⁴×q²

-0.13669440682384073615374120436172×h⁴×q-0.024550471607964828579806493280557×h⁴

-0.061257614484737335502906319106842×h³×q³+1.1012652227775285851407716108952×h³×q²

-5.1913686696543468457321068854071×h³×q+10.249980349988689454221457708627×h³+

0.130186776986420310597836191846×h²×q⁴-2.5275878950076569040561480505858×h²×q³

+16.88147349070893454836550517939×h²×q²-50.735980926211404096193291479722×h²×q

+63.140720330407020810525864362717×h²+0.037928155287488378444304970571466×h×q⁵

-1.9649609198418074296199620221159×h×q⁴+32.741329342893450871088134590536×h×q³

-245.65113886074320248553704004735×h×q²+885.33066923569356276857433840632×h×q

-1171.5792293901210996409645304084×h

4)根据S1400对于S1200划分的第2部分水位、开度、流量关系表，建立泄洪闸门最大有效开度h_max对应坝前水位q的一元多次显函数方程：

h_max＝8×q-35

5)根据S1500，得到景洪电站表孔闸门的泄洪模型，当坝前水位591至596米，闸门最大有效开度h_max13米，下泄流量f、闸门开区h、坝前水位q的方程为：

f＝0.031116114728919876120105669770055×h⁵-0.0089659023079703727143741076588412×h⁴×q

-0.93975430646756363817218016265542×h⁴+0.011004761007380738438432565828862×h³×q²

+0.1108669758179205711012826895967×h³×q+9.0148118510703323380539586651139×h³

-0.01464570168491758674067515499928×h²×q³-0.0096626261553005524801429615422421×h²×q²当坝

+0.27582585338641252281632887388696×h²×q-31.323664795744370792363042710349×h²

+0.0012210012157540630402946524313279×h×q⁴+0.053072333209942666731873117669238×h×q³

-0.45401008234144207831306516709446×h×q²+5.9466695124708879305330810893793×h×q

+118.36379970404613004575367085636×h

前水位596至597米，闸门最大有效开度h_max对应坝前水位q的一元多次显函数方程为：h_max＝8×q-35，下泄流量f、闸门开区h、坝前水位q的方程为：

f＝-0.00054097609308789533499872703714573×h⁶+0.0016462411530124413695796992129772×h⁵×q

+0.022771031549142208005864773667781×h⁵+0.0043156809042934635850530256107049×h⁴×q²

-0.13669440682384073615374120436172×h⁴×q-0.024550471607964828579806493280557×h⁴

-0.061257614484737335502906319106842×h³×q³+1.1012652227775285851407716108952×h³×q²

-5.1913686696543468457321068854071×h³×q+10.249980349988689454221457708627×h³+

0.130186776986420310597836191846×h²×q⁴-2.5275878950076569040561480505858×h²×q³

+16.88147349070893454836550517939×h²×q²-50.735980926211404096193291479722×h²×q

+63.140720330407020810525864362717×h²+0.037928155287488378444304970571466×h×q⁵

-1.9649609198418074296199620221159×h×q⁴+32.741329342893450871088134590536×h×q³

-245.65113886074320248553704004735×h×q²+885.33066923569356276857433840632×h×q

-1171.5792293901210996409645304084×h

当坝前水位597至602米，闸门最大有效开度h_max21米，下泄流量f、闸门开区h、坝前水位q的方程为：

f＝-0.000436241411666807115104366188163×h⁶+0.00023681981085556241947362443589498×h⁵×q

+0.026441266427427705804076296658423×h⁵-0.00016270616457646062437414347101594×h⁴×q²

-0.011057644081052173806734018057796×h⁴×q-0.54910609528919485100573183444794×h⁴

-0.00040034707230139735282745117039838×h³×q³+0.022228985597430261228479864143992×h³×q²

-0.026313607824211732860719692439488×h³×q+4.7563541984393040706891042646021×h³

+0.0011235391245729782396661766696866×h²×q⁴-0.030173370837239529146378558266406×h²×q³

+0.066229997317068162177022827563633×h²×q²+1.173292174837340162696364131989×h²×q

-17.252812140434084398066261201166×h²+0.013122727543515955161979036347475×h×q⁵

-0.66345937584142067322545699425973×h×q⁴+13.190278056529971095756081922445×h×q³

-128.30517053461986165530106518418×h×q²+615.62388683771473552042152732611×h×q

-1043.7716638674071418790845200419×h

6)根据S1600，重新对泄洪闸门的模型有效性进行验证，得到的不同坝前水位下的，下泄流量与闸门开度的关系图，如图4所示，直观上满足各项原则，并在坝前水位精度0.011米，闸门开度精度为最大有效开度百分之一的条件下，在不同的闸门开度下，逐个将不同坝前水位下的下泄流量，减去所有更高坝前水位下的下泄流量，得到最大数值为19.71立方米，在不同的坝前水位下，逐个将不同闸门开度下的下泄流量，减去所有更高坝前水位下的下泄流量，得到最大数值为23.06立方米，从而判断模型有效性满足要求。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，包括以下操作：

S1000)根据泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，建立包含坝前水位、闸门开度、下泄流量三个变量的泄洪闸门模型；

S2000)在自动补水的不同环节的不同需要，利用泄洪闸门模型，根据坝前水位，以及闸门开度和下泄流量两个变量的其中之一，计算另外一个变量；

其中，S1000)包括以下操作：

S1100)将泄洪闸门在不同水位、不同开度下，所对应下泄流量的试验数据，整理为泄洪闸门的水位、开度、流量关系表，其中坝前水位从低到高排列，每个坝前水位下包含元素一一对应的泄洪闸门开度和下泄流量两个向量。

S1200)将S1100)所得泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，根据关系表在不同水位下的特征差异，以及建模结果的有效度，将关系表从最低水位到最高水位分解为若干部分，并分别建模处理；

S1300)基于线性代数的最小二乘及多重回归方法，对于S1200)划分的各部分水位、开度、流量关系表，建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程；

S1400)对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，根据最大闸门开度识别、以及进行趋同处理后的各坝前水位对应的泄洪闸门最大有效开度，建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程；

S1500)将S1300、S1400得出的方程进行整合，得到泄洪闸门模型；

S1600)对S1500所得泄洪闸门模型的有效性进行验证；

S1700)根据S1600的验证结果决定是否矫正建模过程和建模结果；

其中，S1000)包括以下操作：

S2100)在坝前水位确定的情况下，根据泄洪闸门开度，计算下泄流量；

S2200)在坝前水位确定的情况下，根据泄洪闸门下泄流量，计算闸门开度。

2.如权利要求1所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S1200)所述的将泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解包括以下步骤：

S1210)在每个坝前水位下，如果泄洪闸门的下泄流量与闸门开度始终保持递增关系，则将最大闸门开度识别为最大有效开度；如果泄洪闸门的下泄流量当闸门开度大于某一特定开度后，不在增加，则将该特定开度识别为最大有效开度；

S1220)将泄洪闸门有效开度作为主要特征，按照坝前水位区间，对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进行分解，并进行后续建模；

S1230)如果S1600所得建模结果有效性不满足要求，则在之前的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进一步分解，并重新进行建模。

3.如权利要求1所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S1300所述建立下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程包括以下步骤：

S1310)对于S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表，选择是否对各坝前水位下，泄洪闸门的最大有效开度进行趋同处理，使划分的每个坝前水位区间内，泄洪闸门的最大有效开度保持一致；

S1320)对S1200划分的各部分水位、开度、流量关系表中的数据点设置权值，权值设置包括以下设定：

S1321)基本规则：在给定坝前水位的前提下，当闸门开度小于最大有效开度的情况下，权值设置为1；当闸门开度大于最大有效开度的情况下，权值设置为远小于1，默认设置为0；当闸门开度等于最大有效开度的情况下，根据下泄流量数据对应闸门开度的数据趋势，进行有效性判断，权值设置为1到0中的某个值；

S1322)修正规则：在泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点之外，如果S1600所得建模结果有效性或模型变化趋势不满足要求，则可以对除闸门开度小于最大有效开度的其它情况，在不违反S1321基本规则的前提下，对权值进行修正，使建模结果有效性和模型变化趋势满足要求；

S1330)按照次数由低到高，计算二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程度：

S1331)建立给定次数的二元多次预测方程，以坝前水位、闸门开度为独立变量，下泄流量为函数变量；

S1332)将泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个三维数据点代入S1331建立的二元多次预测方程，形成二元多次方程组；

S1333)根据S1320对各个数据点设置的权值，使用线性代数加权最小二乘法，计算S1332形成的二元多次方程组的参数向量和余差向量；

S1334)计算余差向量的平均值和最大值，作为二元多次方程对泄洪闸门水位、开度、流量关系表所给出的各个数据点的拟合程度指标；

S1340)综合考虑次数上升带来的模型精度、模型复杂性、方程拟合程度之间的关系，选择适当次数的二元多次预测方程，代入S1333得到的参数向量，得到S1200划分的坝前水位区间内下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程。

4.如权利要求1所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S1400所述的建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程，包括以下操作：

S1410)在给定坝前水位区间内，如果泄洪闸门最大有效开度保持一致，则建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元零次方程，即有效开度为恒定常数；

S1420)在给定坝前水位区间内，如果泄洪闸门最大有效开度不一致，则使用线性代数的最小二乘方法，建立泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程：

S1421)在泄洪闸门水位、开度、流量关系表中，根据流量随开度变化的趋势，选择是否需要对闸门最大有效开度进行修正；将坝前水位以及对应的最大下泄流量，代入S1340得出的二元多次方程，并采用与最大有效开度绝对差值最小的解，对最大有效开度进行修正；

S1422)按照次数由低到高，建立一元多次预测方程，其中坝前水位为独立变量，S1421修正后的闸门最大有效开度为函数变量；

S1423)将1400得出的坝前水位、闸门最大有效开度组成的二维数据点代入S1422建立的一元多次预测方程，形成一元多次方程组；

S1424)使用线性代数最小二乘法，计算S1423形成的一元多次方程组的参数向量和余差向量；

S1425)计算余差向量的平均值和最大值，作为一元多次方程对由坝前水位、闸门最大有效开度组成的各个二维数据点的拟合程度指标；

S1426)综合考虑次数上升带来的模型精度、模型复杂性、方程拟合程度之间的关系，选择适当次数的一元多次预测方程，代入S1424得到的参数向量，得到S1200划分的坝前水位区间内泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程。

5.如权利要求1所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S1500所述的泄洪闸门模型包括以下设定：

S1510)泄洪闸门模型按照坝前水位的不同，由S1200划分的各坝前水位区间组成：

S1520)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门最大有效开度由S1400)得出的泄洪闸门最大有效开度对应坝前水位的一元多次显函数方程，以及给定的坝前水位，经过计算得出；

S1530)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门最大下泄流量由S1300)得出的下泄流量对于坝前水位、闸门开度的二元多次显函数方程，以及给定的坝前水位和S1520得出的泄洪闸门最大有效开度，经过计算得出；

S1540)根据所属坝前水位区间的不同，在S1520所得泄洪闸门最大有效开度，和S1530所得泄洪闸门最大下泄流量的范围内，泄洪闸门坝前水位、闸门开度、下泄流量受S1340得出的二元多次方程支配；

S1550)根据所属坝前水位区间的不同，当闸门开度超过在S1520所得泄洪闸门最大有效开度时，泄洪闸门下泄流量等于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量；

S1560)根据所属坝前水位区间的不同，泄洪闸门下泄流量不能大于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量。

6.如权利要求1所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S1600所述的对泄洪闸门模型的有效性进行验证包括以下操作：

S1610)在剔除坝前水位影响因素的前提下，泄洪闸门开度与下泄流量应保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外；

S1620)泄洪闸门最大有效开度与坝前水位应保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外；

S1630)泄洪闸门最大下泄流量与坝前水位保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外；

S1640)在剔除闸门开度影响因素的前提下，对于一定精度下的坝前水位，泄洪闸门下泄流量与坝前水位保持正相关性，在可接受的误差范围内，或在可接受的补水精度前提下允许出现例外。

7.如权利要求1所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S1700所述的矫正建模过程和建模结果包括以下操作：

S1710)在S1200的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表进一步分解，并重新执行建模及后续步骤；

S1720)在S1200的分解基础上对泄洪闸门的水位、开度、流量关系表人工提高数据密度，并重新执行建模等后续步骤；

S1730)对S1320设置的权值进行矫正，并重新执行构建方程等后续步骤。

8.如权利要求6所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S2100所述计算下泄流量包括以下设定：

S2110)在坝前水位确定的情况下，如果泄洪闸门开度大于或等于S1520所得泄洪闸门最大有效开度，则下泄流量等于S1530所得泄洪闸门最大下泄流量；

S2120)在坝前水位确定的情况下，如果泄洪闸门开度小于或等于S1520所得泄洪闸门最大有效开度，则下泄流量等于，将坝前水位和闸门开度代入S1300得出的二元多次方程后计算出的结果。

9.如权利要求1所述的基于多重回归算法的水电站泄洪闸门的建模及计算方法，其特征在于，S2200所述的功能块划分包括以下设定：

S2210)在坝前水位确定的情况下，则闸门开度等于将坝前水位和下泄流量代入S1300得出的二元多次方程后计算出的结果；

S2220)若S2210得出多个闸门开度，在所得的多个闸门开度确定的区间内任意选择一个数值。