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申请/专利权人：西安理工大学

摘要：本发明公开的设计洪水综合不确定性下的水库防洪风险调度方法，包括用最大似然法估计联合分布函数的参数向量；应用蒙特卡洛方法，从中抽取与实测数据长度相等的二维样本；估计每组模拟样本的参数，得到N组联合分布函数参数向量；计算不同重现期类型下的二维联合设计值；进行多维不确定性下设计洪水的计算；建立基于CVaR风险计量指标的水库防洪优化调度模型，实现防洪风险调度。本发明建立基于CVaR风险计量指标的水库防洪优化调度模型进行风险度量，为实际防洪调度决策的制定提供支撑。

主权项：1.设计洪水综合不确定性下的水库防洪风险调度方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，用最大似然法估计联合分布函数Hh,y；θ＝CFh；θh,Fy；θy；θ0的参数向量θ＝θh,θy；θ0，该函数中，变量h与y分别为年最大洪水峰值与量级；步骤2，基于上述联合分布函数，应用蒙特卡洛方法，从中抽取与实测数据长度相等的二维样本，随机抽取N次；步骤3，采用最大似然法估计每组模拟样本的参数，得到N组联合分布函数参数向量；步骤4，在每组参数向量下，计算不同重现期类型下的二维联合设计值；所述步骤4中计算不同重现期类型下的二维联合设计值具体为，在给定概率水平t∈0,1下，特征量联合分布概率W小于或等于t的概率Kc的表达式为：Kct＝PW≤t＝PCu,v≤t1式1中：Cu,v为Copula函数，Kc为kendall测度，P表示概率；则以Kc表示的kendall重现期Tk为： 采用最可能组合法计算洪水联合设计值，最可能联合设计值是指满足指定的防洪标准T下，洪峰洪量联合概率密度最大对应的联合设计值，洪水联合设计值计算公式为： fx,y＝cu,vfxfy4式3中：xm,ym为洪水联合设计值，为具有相同重现期的峰量组合构成的等值线，fx,y为洪峰、洪量联合概率密度函数；式4中：fx、fy分别为边缘概率密度函数；Cu,v为Copula的概率密度函数；步骤5，基于每组参数向量下的二维联合设计值，进行多维不确定性下设计洪水的计算；所述步骤5具体为：将无量纲后的洪量累积曲线均分为K个时段，此时无量纲时间对应的无量纲累积洪量为Fi，则每个时段的无量纲洪量为Pi＝Fi-Fi-1，将每场洪水过程每个时段的Fi或Pi作为输入，采用基于欧式距离的K-means聚类法对其进行分类；对于分类后的洪水过程，先将Fi或Pi进行对数转换，即将受约束的相关非正态多变量转换为不受约束的相关非正态多变量，采用Johnson系统函数进行正态转换将其转换为相关标准正态多变量，再通过Cholesky分解进行正交转换将其转换为独立的标准正态多变量，最后采用蒙特卡洛模拟生成独立的标准正态多变量，进行逆转换；将生成的无量纲洪水过程线与模拟得到的洪峰、洪量采用变倍比放大的方式融合，从而可以生成完整的洪水过程，获得若干条设计洪水序列；步骤6，建立基于CVaR风险计量指标的水库防洪优化调度模型，实现防洪风险调度；所述步骤6具体为：建立目标函数即水库防洪优化调度模型：minGx＝1-λEx+λCVaRx5式5中，x为每场洪水的最大调洪库容，Gx为不确定性因素影响下水库调度过程中的潜在风险与期望风险总和，Ex为最大调洪库容的期望，λ为风险系数，其取值范围为λ∈0，1，条件风险值CVaR计算公式为：CVaRβx＝VaRβx+E[fx,yVaRβx|fx,y≥VaRβx]＝E[fx,yfx,y≥VaRβx]6式6中，β表示风险的厌恶程度，VaRβZmax＝E[Zmax|Zmax≥VaRZmax]7；式5满足以下约束条件：水量平衡约束：Vt+1＝Vt+Qt-qt×Δt8，水库库容约束：Vmin≤Vt≤Vmax9，水库水位约束：Zmin≤Zt≤Zmax10，泄流能力约束：qt≤fqt11，泄量变化约束：|qt-qt-1|≤Δq12式8-12中，Vt、Zt为当前时段水库水位和蓄水量，Vt+1为下一时段水库蓄水量，Qt、qt分别为当前时段平均入库流量和出库流量，Vmin、Vmax和Zmin、Zmax分别为水库蓄水量和水位的最大值与最小值，fqt为t时刻水库的泄流能力。

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