本發(fā)明屬于水庫調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混聯(lián)水庫提前蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

水庫為了能在枯水期充分發(fā)揮其興利效益，必須選擇一定時間開始蓄水，這樣才可能在一定的保證率下蓄水至正常蓄水位。在流域開發(fā)程度較低時，水庫總庫容占流域徑流量的比例較小，其汛末蓄水對自然徑流的影響程度不大。隨著我國大規(guī)模的流域水庫群開發(fā)，水庫群庫容占流域徑流量比例較高，導(dǎo)致了水庫群汛末競爭性蓄水的問題。因此制定水庫群汛末提前蓄水方案，最大程度的發(fā)揮水庫群的綜合利用效益，十分必要。

目前，針對水庫提前蓄水調(diào)度問題的研究多集中在單個水庫及串聯(lián)水庫蓄水調(diào)度的單目標(biāo)優(yōu)化及多目標(biāo)優(yōu)選上。劉心愿等^[1]考慮了三峽水庫防洪、發(fā)電、航運(yùn)、生態(tài)和抗旱等綜合利用要求，采用權(quán)重法建立單目標(biāo)蓄水優(yōu)化調(diào)度模型，對汛末防洪庫容和蓄水調(diào)度圖進(jìn)行了優(yōu)化研究。李雨等^[2]建立了三峽水庫提前蓄水的防洪風(fēng)險與效益分析模型，對多組分臺階蓄水方案，從防洪風(fēng)險和蓄水效益2個方面進(jìn)行了優(yōu)選。歐陽碩等^[3]在保證水庫梯級防洪安全的前提下，提出一種蓄放水策略來判斷梯級水庫群各水庫的蓄放水時機(jī)和次序。周研來等^[4]考慮三峽上游溪洛渡、向家壩梯級對三峽蓄水的影響，及防洪、發(fā)電、蓄水、航運(yùn)等目標(biāo)，采用多目標(biāo)評價模塊，對梯級水庫蓄水方案集進(jìn)行了優(yōu)選。

我國已經(jīng)建成了眾多的混聯(lián)水庫群，為了解決混聯(lián)水庫蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度的問題，本發(fā)明提出一種混聯(lián)水庫提前蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對混聯(lián)水庫各庫進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，在確保防洪標(biāo)準(zhǔn)不降低的情況下，實(shí)現(xiàn)蓄水期的效益最大化。

本發(fā)明涉及的參考文獻(xiàn)如下：

[1]劉心愿,郭生練,劉攀,等.考慮綜合利用要求的三峽水庫提前蓄水方案[J].水科學(xué)進(jìn)展,2009,20(06):851-856.

[2]李雨，郭生練，劉攀，等.三峽水庫提前蓄水的防洪風(fēng)險與效益分析[J].長江科學(xué)院院報，2013,30(1):8-14.

[3]歐陽碩，周建中，周超，等.金沙江下游梯級與三峽梯級樞紐聯(lián)合蓄放水調(diào)度研究[J].水利學(xué)報，2013，44(4):435-443.

[4]周研來,郭生練,陳進(jìn).溪洛渡-向家壩-三峽梯級水庫聯(lián)合蓄水方案與多目標(biāo)決策研究[J].水利學(xué)報,2015,46(10):1135-1144.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種在確保防洪標(biāo)準(zhǔn)不降低情況下，還能實(shí)現(xiàn)蓄水期效益最大化的混聯(lián)水庫提前蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的混聯(lián)水庫提前蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，包括步驟：

S1收集混聯(lián)水庫中各水庫的基礎(chǔ)信息和歷史流域水文資料；

S2基于蓄水期內(nèi)混聯(lián)水庫水能損失最小原則確定各水庫的蓄水次序，結(jié)合各水庫的現(xiàn)有蓄水期調(diào)度規(guī)劃，擬定混聯(lián)水庫的提前蓄水方案集；

S3對蓄水期進(jìn)行劃分獲得時間節(jié)點(diǎn)；考慮不利防洪的來水，推求各水庫時間節(jié)點(diǎn)的蓄水控制水位，蓄水控制水位用來提供防洪水位的上限約束；

S4以防洪目標(biāo)、發(fā)電目標(biāo)、蓄水目標(biāo)、航運(yùn)目標(biāo)和生態(tài)目標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建混聯(lián)水庫的蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型；

S5基于歷史流域水文資料，在提前蓄水方案集中各提前蓄水方案下求解蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，獲得各提前蓄水方案下各水庫的蓄水調(diào)度圖；

S6利用蓄水調(diào)度圖，考慮不利蓄水的來水情況進(jìn)行模擬調(diào)度，得到各提前蓄水方案下的各項(xiàng)目標(biāo)函數(shù)值，根據(jù)各項(xiàng)目標(biāo)函數(shù)值確定最優(yōu)提前蓄水方案及蓄水調(diào)度圖。

步驟S2中所述的基于蓄水期內(nèi)混聯(lián)水庫水能損失最小原則確定各水庫的蓄水次序。

采用K值判別式公式計(jì)算各水庫的K_i值，K_i值大的水庫優(yōu)先蓄水；其中，W_i表示水庫i的入庫總水量；F_i表示水庫i的水面面積；∑_iV表示水庫i上游所有水庫的可供發(fā)電水量；∑_iH表示水庫i及其下游所有水庫的總水頭；α_i表示水庫i的調(diào)節(jié)能力。

步驟S3進(jìn)一步包括：

3.1結(jié)合擬定的提前蓄水方案，按預(yù)設(shè)步長劃分蓄水期，獲得時間節(jié)點(diǎn)；根據(jù)歷史流域水文資料推求各水庫及區(qū)間的分期設(shè)計(jì)洪水；

3.2結(jié)合水庫現(xiàn)有蓄水期調(diào)度規(guī)則，利用分期設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算，獲得各水庫時間節(jié)點(diǎn)的蓄水控制水位。

步驟S5中，采用多目標(biāo)遺傳算法求解蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型。

所述的采用多目標(biāo)遺傳算法求解蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，針對蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型分別執(zhí)行如下步驟，獲得各提前蓄水方案對應(yīng)的蓄水調(diào)度圖：

(1)給定蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型中各變量的取值范圍，隨機(jī)生成滿足蓄水多目標(biāo)優(yōu)化模型約束條件的M組可行解，每一組可行解包括各水庫的蓄水控制線；以M組可行解為個體構(gòu)成初始種群；

(2)以蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型的當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)值為適應(yīng)度，計(jì)算各組可行解的適應(yīng)度；

(3)采用多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行個體選擇，進(jìn)一步包括：

3.1對初始種群所有個體進(jìn)行分層，并獲得各層的非支配排序號；

3.2對同層的所有個體，基于適應(yīng)度計(jì)算各個體的擁擠距離；

3.3按照非支配排序號從小到大依次將整層個體加入新種群，直至第q層整層個體的加入導(dǎo)致新種群規(guī)模超過預(yù)設(shè)種群規(guī)模k，將第q層中擁擠距離最大的s個個體加入新種群，使得新種群規(guī)模恰好達(dá)到預(yù)設(shè)種群規(guī)模k；

(4)將新種群中k組可行解兩兩配對，進(jìn)行交叉，生成新的k組可行解；

(5)隨機(jī)生成滿足蓄水多目標(biāo)優(yōu)化模型約束條件的M-k組可行解，并加入新種群，所得種群記為當(dāng)代種群；

(6)對當(dāng)代種群進(jìn)行變異得下一代種群；

(7)根據(jù)當(dāng)代種群和下一代種群中各個體的適應(yīng)度判斷是否收斂，若收斂，執(zhí)行步驟(8)；否則，以下一代種群為初始種群重新執(zhí)行步驟(3)～(7)；

(8)下一代種群中第一層個體即最優(yōu)解集，將最優(yōu)解集用作混聯(lián)水庫的蓄水調(diào)度依據(jù)，得各提前蓄水方案下各水庫的蓄水調(diào)度圖。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明為混聯(lián)水庫蓄水多目標(biāo)調(diào)度這一技術(shù)難題提供了可行的解決方法。本發(fā)明方法在保證防洪安全情況下，實(shí)現(xiàn)了水庫群綜合利用效益的最大化，所得最優(yōu)蓄水方案及其調(diào)度圖可為流域管理決策者提供可行的提前蓄水調(diào)度依據(jù)。

附圖說明

圖1為混聯(lián)水庫示意圖；

圖2為考慮防洪要求的蓄水調(diào)度圖；

圖3為多目標(biāo)遺傳算法的具體流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。

步驟S1，收集混聯(lián)水庫中各水庫的基礎(chǔ)信息和歷史流域水文資料。

基礎(chǔ)信息包括水庫特征參數(shù)、水庫現(xiàn)有蓄水期調(diào)度規(guī)則和水庫下游防洪要求；流域水文資料包括入庫徑流資料。

本步驟為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段。

步驟S2，基于蓄水期內(nèi)混聯(lián)水庫水能損失最小原則確定各水庫的蓄水次序，結(jié)合各水庫的現(xiàn)有蓄水期調(diào)度規(guī)劃，擬定混聯(lián)水庫的提前蓄水方案集。所述的提前蓄水方案包括各水庫的起蓄時間和蓄滿時間。

混聯(lián)水庫水能損失最小原則即K值判別式法，該方法以蓄水期內(nèi)混聯(lián)水庫整體水能損失最小為基本原則，推求上下游各水庫的蓄水次序和供水次序。作為目前較成熟的水庫群聯(lián)合調(diào)蓄策略，K值判別式法具有明確的物理意義，其判別條件簡單，可充分滿足發(fā)電、防洪、航運(yùn)等綜合利用需求。

本具體實(shí)施方式采用的K值判別式法公式如下：

式(1)中，W_i表示水庫i的入庫總水量；F_i表示水庫i的水面面積；∑_iV表示水庫i上游所有水庫的可供發(fā)電水量；∑_iH表示水庫i及其下游所有水庫的總水頭；α_i表示水庫i的調(diào)節(jié)能力，多年調(diào)節(jié)水庫的α_i取1，年調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水庫的α_i分別取0.95、0.9、0.7。

式(1)反映了單位電能所引起的能量損失，K_i值大的水庫優(yōu)先蓄水。

見圖1，圖中，Q_A、Q_B、Q_C分別表示水庫A、B、C的入流，Q_qj表示區(qū)間入流，可由入庫徑流資料獲得；Q_max,A、Q_max,B、Q_max,C分別為水庫A、B、C下游F1、F2、F3處的防洪要求。采用公式(1)分別計(jì)算水庫A、B、C的K_i值，結(jié)合各水庫的現(xiàn)有蓄水期調(diào)度規(guī)則，擬定混聯(lián)水庫的提前蓄水方案集。

步驟S3，對蓄水期進(jìn)行劃分獲得時間節(jié)點(diǎn)；考慮不利防洪的來水，推求各水庫時間節(jié)點(diǎn)的蓄水控制水位，見圖2。

本步驟進(jìn)一步包括子步驟：

3.1結(jié)合步驟S2擬定的提前蓄水方案，按預(yù)設(shè)步長劃分蓄水期獲得時間節(jié)點(diǎn)，各時間節(jié)點(diǎn)至蓄水期末的設(shè)計(jì)洪水即分期設(shè)計(jì)洪水；根據(jù)歷史流域水文資料推求各水庫及區(qū)間的分期設(shè)計(jì)洪水。

分期設(shè)計(jì)洪水的推求過程為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段，為便于理解，對該過程進(jìn)行簡單介紹：

(1)收集當(dāng)前時間節(jié)點(diǎn)至蓄水期末的歷史流域水文資料；

(2)計(jì)算洪水峰和量頻率，獲得符合水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪峰流量值和洪量值；

(3)選取對防洪不利的典型年，對設(shè)計(jì)洪峰流量值和洪量值進(jìn)行放大，得當(dāng)前時間節(jié)點(diǎn)的分期設(shè)計(jì)洪水。

3.2結(jié)合水庫現(xiàn)有蓄水期調(diào)度規(guī)則，利用分期設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算，得各水庫的分期防洪限制水位，從而獲得各水庫時間節(jié)點(diǎn)的蓄水控制水位。時間節(jié)點(diǎn)的蓄水控制水位是水庫抵御相應(yīng)頻率分期設(shè)計(jì)洪水時，水庫水位所能達(dá)到的上限值。若水庫水位高于蓄水控制水位，則水庫就不能完全調(diào)蓄該頻率洪水，則可能發(fā)生防洪風(fēng)險。

本步驟所獲得的蓄水控制水位可為蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型提供防洪水位的上限約束，以確保各水庫提前蓄水不降低原有防洪標(biāo)準(zhǔn)。

步驟S4，以防洪目標(biāo)、發(fā)電目標(biāo)、蓄水目標(biāo)、航運(yùn)目標(biāo)和生態(tài)目標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建混聯(lián)水庫的蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，其中，防洪目標(biāo)以約束條件形式實(shí)現(xiàn)。

各優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)如下：

(1)發(fā)電目標(biāo)為計(jì)算時段水庫總發(fā)電量最大，發(fā)電目標(biāo)函數(shù)如下：

N_i(t)＝K_iQ_i(t)H_i(t) (3)

式(2)～(3)中，E為計(jì)算時段水庫的總發(fā)電量；t為計(jì)算時段序號，T為計(jì)算時段數(shù)量，Δt為計(jì)算時段長；i為水庫序號，n為水庫數(shù)量；N_i(t)為水庫i在計(jì)算時段t的出力；K_i為水庫i的出力系數(shù)；Q_i(t)為水庫i在計(jì)算時段t的發(fā)電流量；H_i(t)為水庫i在計(jì)算時段t的平均發(fā)電水頭。

(2)蓄水目標(biāo)包括水庫的蓄滿率最大和水庫的棄水量最小，蓄水目標(biāo)函數(shù)如下：

式(4)～(5)中，R_f為水庫的蓄滿率；Z_end(i)表示蓄水期末水庫i的水位；Z_max(i)表示水庫i的正常蓄水位；#(·)為指示函數(shù)，滿足條件則取值1，否則取值0；Q_w為水庫的棄水量；Q_W,i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的棄水量；t為計(jì)算時段序號，T為計(jì)算時段數(shù)量；i為水庫序號，n為水庫數(shù)量。

(3)航運(yùn)目標(biāo)為通航率最大，航運(yùn)目標(biāo)函數(shù)如下：

式(6)中，R_nav為通航率；Q_out,i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的出庫平均流量；Q_ship,i表示水庫i的最小通航流量；#(·)為指示函數(shù)，滿足括號內(nèi)條件則取值1，否則取值0；t為計(jì)算時段序號，T為計(jì)算時段數(shù)量；i為水庫序號，n為水庫數(shù)量。

(4)生態(tài)目標(biāo)為生態(tài)流量保證率最大，生態(tài)目標(biāo)函數(shù)如下：

式(7)中，R_eco為生態(tài)流量保證率；Q_out,i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的出庫平均流量；Q_eco,i表示水庫i的最小生態(tài)流量；#(·)為指示函數(shù)，滿足括號內(nèi)條件則取值1，否則取值0；t為計(jì)算時段序號，T為計(jì)算時段數(shù)量；i為水庫序號，n為水庫數(shù)量。

各約束條件如下：

(1)水量平衡約束：

V_i(t)＝V_i(t-1)+(Q_in,i(t)-Q_out,i(t))·Δt-L_i(t) (8)

式(8)中，V_i(t)和V_i(t-1)分別表示水庫i在計(jì)算時段t和t-1的庫容；Q_in,i(t)和Q_out,i(t)分別表示水庫i在計(jì)算時段t的入庫平均流量和出庫平均流量；Δt表示計(jì)算時段長；L_i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的水分損失量，如蒸散發(fā)、滲漏等。

(2)水位約束條件：

Z_min,i(t)≤Z_i(t)≤Z_max,i(t) (9)

式(9)中，Z_i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的水位；Z_max,i(t)和Z_min,i(t)分別表示水庫i在計(jì)算時段t的允許最高水位和允許最低水位；Z_max,i(t)即水庫i時間節(jié)點(diǎn)的蓄水控制水位，且Z_max,i(t)最大值為水庫的正常蓄水位。

(3)出力約束條件：

P_min,i(t)≤P_i(t)≤P_max,i(t) (10)

式(10)中，P_i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的出力；P_max,i(t)和P_min,i(t)分別表示水庫i在計(jì)算時段t的允許最大出力和允許最小出力。

(4)出庫流量約束條件：

Q_out,i(t)≤Q_max,i(t) (11)

式(11)中，Q_max,i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的安全泄量，Q_out,i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的出庫平均流量。

(5)地質(zhì)防災(zāi)約束條件：

|Q_out,i(t)-Q_out,i(t-1)|≤ΔQ (12)

式(12)中，ΔQ表示泄流變化量的允許值；Q_out,i(t)和Q_out,i(t-1)分別表示水庫i在計(jì)算時段t、t-1的出庫平均流量。

(6)河道演算約束條件：

Q_in,i+1(t)＝C₀(i-1,i)Q_out,i(t)+C₁(i-1,i)Q_out,i(t-τ)+C₂(i-1,i)Q_in,i+1(t-τ)+Q_qj,i-1(t) (13)

式(13)中，Q_in,i+1(t)表示水庫i+1在計(jì)算時段t的入庫平均流量；C₀(i-1,i)、C₁(i-1,i)和C₂(i-1,i)分別為水庫i、i+1間演算的馬斯京根參數(shù)；Q_out,i(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的出庫平均流量；Q_out,i(t-τ)表示水庫i在計(jì)算時段t-τ的出庫平均流量，τ為水流傳播滯時；Q_in,i+1(t-τ)表示水庫i+1在計(jì)算時段t-τ的入庫平均流量；Q_qj,i-1(t)表示水庫i在計(jì)算時段t的區(qū)間徑流量。

(7)非負(fù)約束條件：

Λ≥0 (14)

式(14)中，Λ表示以上各優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)及約束條件中各項(xiàng)變量。

其中水位約束條件和出庫流量約束即防洪目標(biāo)函數(shù)。優(yōu)化調(diào)度模型中待優(yōu)化變量為：各水庫的蓄水控制線V_max,i(t)，其為計(jì)算時段t的函數(shù)。

步驟S5，基于歷史流域水文資料，在提前蓄水方案集中各提前蓄水方案下求解蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，獲得各提前蓄水方案的蓄水調(diào)度圖。

本步驟中以收集的歷史流域水文資料為輸入，利用多目標(biāo)遺傳算法(NSGA-II)求解蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，求解流程見圖3，具體步驟如下：

(1)給定蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型中各變量的取值范圍，隨機(jī)生成滿足蓄水多目標(biāo)優(yōu)化模型約束條件的M組可行解，記作以M組可行解為個體構(gòu)成初始種群。每一組可行解包含各水庫的蓄水控制線V_max,i(t)，時間尺度按照蓄水期長短，可取為逐旬或逐日。

(2)計(jì)算各組可行解的適應(yīng)度。

取蓄水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)值為適應(yīng)度，計(jì)算各組可行解的適應(yīng)度，記作各適應(yīng)度為各目標(biāo)函數(shù)值所組成的向量。

(3)采用多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行個體選擇，進(jìn)一步包括以下子步驟：

3.1尋找初始種群中的非支配解集，即多目標(biāo)帕累托最優(yōu)解集，將非支配解集排序記為1，該排序值即非支配排序號，并從種群中去除；繼續(xù)尋找當(dāng)前種群中的非支配解集，將非支配解集排序記為2，并從種群中去除；依次重復(fù)即可將初始種群所有個體進(jìn)行分層，并得到所有個體的非支配排序號。非支配排序號相同的個體為同一層個體。

3.2設(shè)計(jì)個體擁擠距離算子。

對同一層的個體p，L[p]_d表示個體p的擁擠距離，初始化擁擠距離為L[p]_d＝0，并對同一層個體按照第m個目標(biāo)函數(shù)值升序排列，對于第一個和最后一個個體，令其擁擠距離為無窮，其他個體按照式(15)計(jì)算擁擠距離：

式(15)中，f[p+1]_m和f[p-1]_m分別表示個體p+1和個體p-1的第m個目標(biāo)函數(shù)值；與分別當(dāng)前層所有個體的第m個目標(biāo)函數(shù)值的最大值和最小值，m取1～N，N表示目標(biāo)函數(shù)數(shù)。

對不同的目標(biāo)函數(shù)，重復(fù)上述操作，得到個體p的擁擠距離L[p]_d，通過優(yōu)先選擇擁擠距離大的個體，可以使計(jì)算結(jié)果在目標(biāo)空間比較均勻的分布，以維持群體的多樣性。

3.3設(shè)計(jì)精英策略選擇算子。

為防止本代帕累托最優(yōu)解丟失，保留本代的優(yōu)良個體使其直接進(jìn)入子代，即按照非支配排序號從小到大依次將整層個體加入新種群，直至第q層整層個體加入會導(dǎo)致新種群規(guī)模超過預(yù)設(shè)種群規(guī)模，將第q層中擁擠距離最大的s個個體加入新種群，使得新種群規(guī)模恰好達(dá)到預(yù)設(shè)種群規(guī)模。

(4)將新種群中k組可行解兩兩配對，進(jìn)行交叉，生成新的k組可行解。

(5)隨機(jī)生成滿足蓄水多目標(biāo)優(yōu)化模型約束條件的M-k組可行解，記為并加入步驟(4)中新種群，所得種群記為當(dāng)代種群。

(6)對當(dāng)代種群，令其發(fā)生變異，將變異后的種群記為下一代種群。

(7)計(jì)算下一代種群中各個體的適應(yīng)度，并與當(dāng)代種群中各個體的適應(yīng)度進(jìn)行比較，判斷是否收斂，若收斂，執(zhí)行步驟(8)；否則，以下一代種群為初始種群重新執(zhí)行步驟(3)～(7)。

(8)下一代種群中第一層個體即最優(yōu)解集，將最優(yōu)解集用作混聯(lián)水庫的蓄水調(diào)度依據(jù)，得各提前蓄水方案下各水庫的蓄水調(diào)度圖。

本步驟中，可根據(jù)實(shí)際需要，選擇不同目標(biāo)函數(shù)，獲得基于不同目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解集。

步驟S6，利用步驟S5所得蓄水調(diào)度圖，考慮不利蓄水的來水情況，進(jìn)行模擬調(diào)度。計(jì)算對比發(fā)電、蓄水、航運(yùn)、生態(tài)等效益，分析調(diào)度結(jié)果，確定最優(yōu)蓄水方案及其調(diào)度圖。

將水庫的蓄水調(diào)度圖分成三部分，見圖2中I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)，當(dāng)水庫水位分別位于各區(qū)時，其調(diào)度規(guī)則如下：

(1)I區(qū)，控制水位至壩高，此部分庫容是為提前蓄水期間調(diào)節(jié)相應(yīng)頻率設(shè)計(jì)洪水預(yù)留的防洪庫容，提前蓄水調(diào)度期間，如果水庫蓄水位高于該水位，就占用了部分的預(yù)留庫容，假如此時發(fā)生相應(yīng)頻率的設(shè)計(jì)洪水，則水庫將不能完全安全地調(diào)節(jié)該場次洪水，會不同程度地增加下游地區(qū)的防洪風(fēng)險，該區(qū)屬于防洪風(fēng)險區(qū)。

I區(qū)的調(diào)度規(guī)則為，控制調(diào)洪最高水位不超過設(shè)計(jì)洪水位，并避免在調(diào)洪過程中出現(xiàn)人造洪峰。

(2)II區(qū)為擬定的蓄水調(diào)度線至控制水位之間的部分庫容，在蓄水調(diào)度過程中，由于入庫流量過程的不確定性以及控泄條件的約束等因素的影響，可能會出現(xiàn)水庫水位暫時高于蓄水調(diào)度線的情況，即水庫水位在II區(qū)運(yùn)行，但由于此時仍預(yù)留有充足的防洪庫容(I區(qū))，則認(rèn)為此時不存在任何防洪風(fēng)險，該區(qū)屬于正常運(yùn)用區(qū)。

II區(qū)的調(diào)度規(guī)則為，按照蓄水控制線進(jìn)行蓄水發(fā)電調(diào)度。若蓄水期發(fā)生中小洪水時，控制調(diào)洪最高水位不超過控制水位以及出庫流量不超過下游安全泄量。

(3)III區(qū)為蓄水調(diào)度線以下的庫容，在某些特枯年份，在滿足下游生產(chǎn)、生活以及生態(tài)用水的要求下，由于沒有足夠的水量回蓄水庫，使得水庫水位低于蓄水調(diào)度線運(yùn)行，正常的蓄水調(diào)度計(jì)劃被破壞，該區(qū)屬于蓄水調(diào)度破壞區(qū)。

III區(qū)的調(diào)度規(guī)則為，按該時段綜合利用要求確定的最小流量進(jìn)行發(fā)電。

選擇若干來水不利的年份作為典型年，利用上述調(diào)度原則進(jìn)行調(diào)度，分別得到各蓄水方案的發(fā)電、蓄水、航運(yùn)、生態(tài)等效益，計(jì)算方法與步驟S4一致，分析調(diào)度結(jié)果，確定最優(yōu)蓄水方案及其調(diào)度圖。