CN110706126A - 一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法及装置，该方法包括步骤：获取非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；预设直接上游水电站的最大滞时时段数和最小滞时时段数；获取直接上游水电站在有效时段的出库流量；构建出库流量与滞时时段数的多个方案；计算所有直接上游水电站在有效时段的出库流量流达非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据上游出库滞时流量总和与区间入库流量，得到非龙头水电站的计算入库流量；根据水量平衡，得到非龙头水电站的实际入库流量；根据计算入库流量与实际入库流量，构建目标函数；将函数值最大的目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。本发明原理简单易懂，需要的基本资料少。
Description
技术领域
本发明涉及电站调度运行技术领域，尤其涉及一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法及装置。
背景技术
在梯级水电站之间，上游电站的出库流量经过一定时间(水流滞时)的传播后，与区间流量汇集后，成为下游电站的入库流量，进而形成梯级水电站之间的水力联系。上下游滞时关系使得梯级水电站之间形成复杂的水力联系，精确的滞时匹配关系对下游入库的准确性至关重要，间接影响短期调度水平。因此，水流滞时拟合的合理建模对短期优化调度具有重要的意义。
目前关于短期优化调度中水流滞时与流量的匹配关系的的相关研究主要有水力法，水力学法求解精度相对较高，需要充足可靠的河道特性资料，且计算相当繁琐。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法及装置，通过构建计算入库流量与实际入库流量的相关系数的目标函数，并以最大目标值来确定的流量滞时匹配模型，原理简单易懂，需要的基本资料少。
为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，包括以下步骤：
选择一个非龙头水电站作为研究对象；
获取所述非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，所述直接上游水电站有Km个，Km≥1；
预设第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t；
获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量；其中，有效时段为n，
分别为第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；
构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案；
针对每一个所述方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数；
将函数值最大的所述目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。
优选地，所述构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，具体包括：
通过改变所述滞时时段数，来构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，所述滞时时段数为
约束条件为其中，Um[k]为第k个直接上游水电站的标号，
为第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量，
表示Um[k]号水电站的出库流量
对应的滞时时段数。
优选地，所述计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和，具体包括：
根据
计算得到第k个直接上游水电站在有效时段n的出库流量
在特定时段t流达所述非龙头水电站的有效滞时流量，其中，
为所述有效滞时流量，m为所述非龙头水电站的编号；
根据
计算得到第k个直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的全时段有效滞时流量；其中，f(m,Um[k],t)为所述全时段有效滞时流量；
根据
计算得到所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；其中，
为所述上游出库滞时流量总和。
优选地，所述根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量，具体包括：
根据
计算得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；其中，
为所述非龙头水电站的计算入库流量，
为预设的区间入库流量，为所述上游出库滞时流量总和。
优选地，所述根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量，具体包括：
获取所述非龙头水电站在所述特定时段的时段初库容和时段末库容；
获取所述非龙头水电站在所述特定时段的发电流量和弃水流量；
根据
计算得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；其中，
为所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量，
和
分别为所述非龙头水电站在所述特定时段的时段初库容和时段末库容，分别为所述非龙头水电站在所述特定时段的发电流量和弃水流量，Δt为所述特定时段t对应的小时数。
优选地，所述根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数，具体包括：
根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数，所述目标函数为
其中，T为所有时段数，为所述非龙头水电站在特定时段t的计算入库流量，为所述非龙头水电站在特定时段t的实际入库流量，
为所述非龙头水电站在所有时段对应的计算入库流量的平均值，为所述非龙头水电站在所有时段对应的实际入库流量的平均值。
本发明另一实施例提供了一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立装置，所述装置包括：
研究对象确定模块，用于选择一个非龙头水电站作为研究对象；
历史数据获取模块，用于获取所述非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，所述直接上游水电站有Km个，Km≥1；
滞时预设模块，用于预设第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t；
出库流量获取模块，用于获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量；其中，有效时段为n，
分别为第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；
方案构建模块，用于构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案；
目标函数构建模块，用于针对每一个所述方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数；
结果确定模块，用于将函数值最大的所述目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。
本发明还有一实施例对应提供了一种使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法。
与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法及装置，通过构建以计算入库流量与实际入库流量的相关系数为目标函数的流量滞时匹配模型，并根据实际情况构建目标函数的约束，通过求取目标函数的最大值确定流量滞时匹配模型，从而拟合上下游流量滞时关系，准确推求下游电站入库流量，提高短期优化调度中水电站入库流量预报准确率，为调度计划制作提供坚实的基础。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立装置的结构示意图。
图3是本发明一实施例提供的一种使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明一实施例提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1至步骤S7：
S1、选择一个非龙头水电站作为研究对象；
S2、获取所述非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，所述直接上游水电站有Km个，Km≥1；
S3、预设第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t；
S4、获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量；其中，有效时段为n，
分别为第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；
S5、构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案；
S6、针对每一个所述方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数；
S7、将函数值最大的所述目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。
具体地，选择一个非龙头水电站作为研究对象，标号为m。非龙头水电站的意思为该水电站有上游水电站，并非第一梯级。
获取非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，直接上游水电站有Km个，Km≥1；例如，历史数据包括直接上游水电站的在某些时段的出库流量及出库流量曲线、非龙头水电站的库容、发电流量、弃水流量及入库流量曲线等等。
根据历史数据，通过观察相同一定时段内的直接上游电站的出库流量曲线与非龙头水电站的入库流量曲线，可大致判别滞时时段数，以此预设第k个直接上游水电站在特定时段与非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t，意思为第t个特定时段，研究时段总数为T，1≤t≤T。一般地，短期调度中，时段对应的时间为15min或1h。
获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量，这一数据来源于历史数据；其中，有效时段为n，
分别为第k个直接上游水电站在特定时段与非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数。有效时段的含义为直接上游水电站在该时段的出库流量在特定时段能流达非龙头水电站，影响其入库流量，故为有效。
构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，这一步骤正是本发明的研究意义所在，探索直接上游水电站的出库流量与滞时时段数的关系，用来表示Um[k]号水电站的出库流量
对应的滞时时段数，里面涉及的字母含义在后面详细解释。
针对每一个方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在特定时段流达非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到非龙头水电站在特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到非龙头水电站在特定时段的实际入库流量；根据所有时段的计算入库流量与对应的实际入库流量，构建目标函数。这一步骤对应的是构建目标函数以及确定其边界条件，为下一步求取最大值做准备。
将函数值最大的目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。目标函数对应求取的是计算入库流量与实际入库流量的相关系数，即函数值越大，相关系数越高，构建的方案越贴近实际，上下游水电站流量滞时匹配模型越优。
本发明一实施例提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，通过构建以计算入库流量与实际入库流量的相关系数为目标函数的流量滞时匹配模型，并根据实际情况构建目标函数的约束，通过求取目标函数的最大值确定流量滞时匹配模型，从而拟合上下游流量滞时关系，准确推求下游电站入库流量，提高短期优化调度中水电站入库流量预报准确率，为调度计划制作提供坚实的基础。
作为上述方案的改进，所述构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，具体包括：
通过改变所述滞时时段数，来构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，所述滞时时段数为约束条件为
其中，Um[k]为第k个直接上游水电站的标号，为第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量，
表示Um[k]号水电站的出库流量
对应的滞时时段数。
具体地，通过改变滞时时段数，来构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，滞时时段数为约束条件为
其中，Um[k]为第k个直接上游水电站的标号，
为第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量，
表示Um[k]号水电站的出库流量
对应的滞时时段数。第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量可以看作是一个定值，现在要求的就是该出库流量与滞时时段数的关系，所以也就是根据第k个直接上游水电站在特定时段t与非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数，不断改变滞时时段数的取值，直至得到最佳值。
作为上述方案的改进，所述计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和，具体包括：
根据
计算得到第k个直接上游水电站在有效时段n的出库流量
在特定时段t流达所述非龙头水电站的有效滞时流量，其中，为所述有效滞时流量，m为所述非龙头水电站的编号；
根据
计算得到第k个直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的全时段有效滞时流量；其中，f(m,Um[k],t)为所述全时段有效滞时流量；
根据
计算得到所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和。
具体地，根据
计算得到第k个直接上游水电站在有效时段n的出库流量在特定时段t流达非龙头水电站的有效滞时流量，其中，
为有效滞时流量，m为非龙头水电站的编号。根据该公式，可知，若假设的滞时时段数加上有效时段等于特定时段t，则第k个直接上游水电站在特定时段t流达非龙头水电站的有效滞时流量为在有效时段n的出库流量否则，有效滞时流量为0。
根据计算得到第k个直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在特定时段流达非龙头水电站的全时段有效滞时流量；其中，f(m,Um[k],t)为全时段有效滞时流量。因为有效时段
有多个数值，对应的有效滞时流量也有多个数值，这里就是将第k个直接上游水电站的所有有效滞时流量加起来，得到全时段有效滞时流量。
根据
计算得到所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在特定时段流达非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；其中，
为所述上游出库滞时流量总和。因为非龙头水电站的直接上游水电站有Km个，它们的出库流量都会影响非龙头水电站的计算入库流量，所以要计算所有直接上游水电站的上游出库滞时流量总和。
作为上述方案的改进，所述根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量，具体包括：
根据
计算得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；其中，为所述非龙头水电站的计算入库流量，
为预设的区间入库流量，
为所述上游出库滞时流量总和。
具体地，计算入库流量是由直接上游水电站的出库流量、滞时时段数和区间入库流量三个参数确定。一般地，计算入库流量＝考虑滞时后的上游出库流量+区间入库流量。正因为滞时时段数未知，所以导致计算入库流量也未知。本发明就是通过假设滞时时段数来求取计算入库流量，通过计算入库流量与实际入库流量的对比，若计算入库流量与实际入库流量相关系数越大，则说明假设的滞时时段数越接近正确值。根据
计算得到非龙头水电站在特定时段t的计算入库流量；其中，
为非龙头水电站的计算入库流量，
为预设的区间入库流量，为上游出库滞时流量总和。
区间入库流量不能通过历史数据获取，但因为在枯水期，区间入库流量较小且稳定，所以很容易根据经验预设。
作为上述方案的改进，所述根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量，具体包括：
获取所述非龙头水电站在所述特定时段的时段初库容和时段末库容；
获取所述非龙头水电站在所述特定时段的发电流量和弃水流量；
根据
计算得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；其中，
为所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量，和
分别为所述非龙头水电站在所述特定时段的时段初库容和时段末库容，
分别为所述非龙头水电站在所述特定时段的发电流量和弃水流量，Δt为所述特定时段t对应的小时数。
具体地，获取非龙头水电站在特定时段t的时段初库容和时段末库容，这两个数据可通过测量得到。获取非龙头水电站在特定时段t的发电流量和弃水流量，这两个数据在非龙头水电站发电时会有记录，也可以方便查到。
根据
计算得到非龙头水电站在特定时段t的实际入库流量；其中，
为非龙头水电站在特定时段t的实际入库流量，
和分别为非龙头水电站在特定时段t的时段初库容和时段末库容，
分别为非龙头水电站在特定时段t的发电流量和弃水流量，单位为m3/s，Δt为特定时段t对应的小时数。
这一公式对应的是水量平衡方程，也就是可以根据水量平衡的约束，求取非龙头水电站在特定时段t的实际入库流量。
作为上述方案的改进，所述根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数，具体包括：
根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数，所述目标函数为
其中，T为所有时段数，为所述非龙头水电站在特定时段t的计算入库流量，
为所述非龙头水电站在特定时段t的实际入库流量，
为所述非龙头水电站在所有时段对应的计算入库流量的平均值，
为所述非龙头水电站在所有时段对应的实际入库流量的平均值。
具体地，为了使本发明的结果更有说服力，可以获取尽量多的研究数据，也就是上述实施例中提到的特定时段的值可以改变，可以设定研究的时段总数为T，研究数据越多，拟合出来的滞时流量模型越优。因为特定时段的值有多个，对应得到的计算入库流量与对应的实际入库流量就有多组，每一组里面都有一个计算入库流量与一个对应的实际入库流量。
根据所有时段的计算入库流量与对应的实际入库流量，构建目标函数，目标函数为
其中，T为所有时段数，为非龙头水电站在特定时段t的计算入库流量，为非龙头水电站在特定时段t的实际入库流量，
为非龙头水电站在所有时段对应的计算入库流量的平均值，为非龙头水电站在所有时段对应的实际入库流量的平均值。目标函数的含义就是求取计算入库流量与对应的实际入库流量的相关系数，相关系数越大，说明计算入库流量与对应的实际入库流量越吻合，进而说明对应的滞时流量模型越优。
为了验证本发明成果的准确性与可靠性，将澜沧江中下游梯级电站作为研究对象进行滞时关系拟合分析。澜沧江中下游梯级电站自上而下为：功果桥、小湾、漫湾、大朝山、糯扎渡、景洪。计算结果如表1所示。研究结果表明，通过所有上下游关系中均存在滞时关系，滞时关系对于不同上下游关系也存在着差别：
(1)滞时大小差别，既存在较短滞时：小湾-漫湾(1h)；也有比较长滞时，如功果桥-小湾(6h)，大朝山-糯扎渡(6h)。
(2)滞时与流量级别的关系：对于小湾-漫湾、漫湾-大朝山，不同流量级别的滞时相差1～2h，其他电站间滞时与流量无级别关系。
表1澜沧江滞时关系拟合结果
参见图2，是本发明一实施例提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立装置的结构示意图，所述装置包括：
研究对象确定模块11，用于选择一个非龙头水电站作为研究对象；
历史数据获取模块12，用于获取所述非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，所述直接上游水电站有Km个，Km≥1；
滞时预设模块13，用于预设第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t；
出库流量获取模块14，用于获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量；其中，有效时段为n，
分别为第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；
方案构建模块15，用于构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案；
目标函数构建模块16，用于针对每一个所述方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数；
结果确定模块17，用于将函数值最大的所述目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。
本发明实施例所提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立装置能够实现上述任一实施例所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的所有流程，装置中的各个模块、单元的作用以及实现的技术效果分别与上述实施例所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的作用以及实现的技术效果对应相同，这里不再赘述。
参见图3，是本发明实施例提供的一种使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置的示意图，所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置包括处理器10、存储器20以及存储在所述存储器20中且被配置为由所述处理器10执行的计算机程序，所述处理器10执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器20中，并由处理器10执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成研究对象确定模块、历史数据获取模块、滞时预设模块、出库流量获取模块、方案构建模块、目标函数构建模块和结果确定模块，各模块具体功能如下：
研究对象确定模块11，用于选择一个非龙头水电站作为研究对象；
历史数据获取模块12，用于获取所述非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，所述直接上游水电站有Km个，Km≥1；
滞时预设模块13，用于预设第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t；
出库流量获取模块14，用于获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量；其中，有效时段为n，
分别为第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；
方案构建模块15，用于构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案；
目标函数构建模块16，用于针对每一个所述方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数；
结果确定模块17，用于将函数值最大的所述目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。
所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，示意图3仅仅是一种使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置的示例，并不构成对所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者处理器10也可以是任何常规的处理器等，处理器10是所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置的各个部分。
存储器20可用于存储所述计算机程序和/或模块，处理器10通过运行或执行存储在存储器20内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，实现所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置的各种功能。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据程序使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一实施例所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法。
综上，本发明实施例所提供的一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法及装置，通过构建以计算入库流量与实际入库流量的相关系数为目标函数的流量滞时匹配模型，并根据实际情况构建目标函数的约束，通过求取目标函数的最大值使得计算入库流量与实际入库最为接近从而确定流量滞时匹配模型。本发明从优化角度看待水流滞时与流量匹配关系问题，需要的基本资料少，原理简单，易操作和建模，引入计算流量约束、滞时流量叠加约束、滞时上下限约束，保证计算流量与滞时大小贴合实际。通过本发明的成果可构建不同流量级别下的上下游流量滞时关系匹配模型，精确拟合上下游流量滞时关系，准确推求下游电站入库流量，提高短期优化调度中水电站入库流量预报准确率，为调度计划制作提供坚实的基础。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择一个非龙头水电站作为研究对象；
获取所述非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，所述直接上游水电站有Km个，Km≥1；
预设第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t；
获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量；其中，有效时段为 l k,m分别为第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；
构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案；
针对每一个所述方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数；
将函数值最大的所述目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。
2.如权利要求1所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，其特征在于，所述构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，具体包括：
通过改变所述滞时时段数，来构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案，所述滞时时段数为
约束条件为其中，Um[k]为第k个直接上游水电站的标号，为第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量，
表示Um[k]号水电站的出库流量对应的滞时时段数。
3.如权利要求2所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，其特征在于，所述计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和，具体包括：
根据
计算得到第k个直接上游水电站在有效时段n的出库流量
在特定时段t流达所述非龙头水电站的有效滞时流量，其中，
为所述有效滞时流量，m为所述非龙头水电站的编号；
根据
计算得到第k个直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的全时段有效滞时流量；其中，f(m,Um[k],t)为所述全时段有效滞时流量；
根据
计算得到所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；其中，
为所述上游出库滞时流量总和。
4.如权利要求3所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，其特征在于，所述根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量，具体包括：
根据
计算得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；其中，
为所述非龙头水电站的计算入库流量，
为预设的区间入库流量。
5.如权利要求4所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，其特征在于，所述根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量，具体包括：
获取所述非龙头水电站在所述特定时段的时段初库容和时段末库容；
获取所述非龙头水电站在所述特定时段的发电流量和弃水流量；
根据计算得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；其中，
为所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量，
和
分别为所述非龙头水电站在所述特定时段的时段初库容和时段末库容，
分别为所述非龙头水电站在所述特定时段的发电流量和弃水流量，Δt为所述特定时段t对应的小时数。
6.如权利要求5所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法，其特征在于，所述根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数，具体包括：
根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数，所述目标函数为其中，T为所有时段数，
为所述非龙头水电站在特定时段t的计算入库流量，
为所述非龙头水电站在特定时段t的实际入库流量，
为所述非龙头水电站在所有时段对应的计算入库流量的平均值，
为所述非龙头水电站在所有时段对应的实际入库流量的平均值。
7.一种上下游水电站流量滞时匹配模型的建立装置，其特征在于，包括：
研究对象确定模块，用于选择一个非龙头水电站作为研究对象；
历史数据获取模块，用于获取所述非龙头水电站及其直接上游水电站的历史数据；其中，所述直接上游水电站有Km个，Km≥1；
滞时预设模块，用于预设第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；其中，1≤k≤Km，特定时段为t；
出库流量获取模块，用于获取第k个直接上游水电站在某一有效时段的出库流量；其中，有效时段为
l k,m分别为第k个直接上游水电站在特定时段与所述非龙头水电站之间的最大滞时时段数和最小滞时时段数；
方案构建模块，用于构建第k个直接上游水电站在有效时段的出库流量与对应的滞时时段数的多个方案；
目标函数构建模块，用于针对每一个所述方案，计算所有直接上游水电站在所有有效时段的出库流量在所述特定时段流达所述非龙头水电站的上游出库滞时流量总和；根据所述上游出库滞时流量总和与预设的区间入库流量，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的计算入库流量；根据水量平衡，得到所述非龙头水电站在所述特定时段的实际入库流量；根据所有时段的所述计算入库流量与对应的所述实际入库流量，构建目标函数；
结果确定模块，用于将函数值最大的所述目标函数对应的方案作为上下游水电站流量滞时匹配模型。
8.一种使用上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法的装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的上下游水电站流量滞时匹配模型的建立方法。
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