3.4 优化调度年周期序贯决策方法

3.4.1 方法依据

在3.1节、3.2节和3.3节中，分析了水资源系统（包括水库群）所具有的不确定性、来水和需水的周期性与相关性以及系统的容错性。基于对水资源系统这些重要特性的认识，既要正视中长期来水和需水无法准确预知的客观现实，又要充分研究和利用系统的前述重要特性，建立与之相适应的水库群中长期多目标优化调度方法和模型，尽量减小来水和需水不确定性给水库中长期调度决策带来的不利影响。

根据前面的分析结果得出以下几点基本认识：

（1）对于复杂系统水资源优化配置和水库群中长期优化调度，既然随机过程方法在来水描述和优化调度求解两方面目前都面临无法逾越的障碍，不如暂时放弃，另寻可用的调度方法。

（2）既然目前没有搞清楚月、年、多年等时间尺度的中长期来水的影响因素和机理，没有结果可信的预报方法，就应该承认这一客观现实，理智地放弃依赖预报精度很差的中长期水量预报进行调度的思路。对于大多数流域，尽管各年各月的来水量无法预报，但是年周期规律确实存在，非常可靠，并且需水与来水存在相关性，也存在年周期规律，水库群中长期优化调度就应该利用年周期规律。水资源优化配置和水库群中长期优化调度都应该以年为优化期，否则是不合理的。

（3）采用来水和需水完全已知假设的确定型方法得到的水资源优化配置和水库群中长期优化调度的结果偏于理想，由于实际上达不到，而偏于不安全（尤其是遇到特别枯水年枯水期），需要正视现实并采取有效措施降低风险。利用系统的容错性，采取适时修正反复优化、序贯决策，可以有效避免误差积累，是降低风险的一种好方法。

（4）对于给定用途的水资源系统或水库群和给定的水平年，来水量最关键，知道了来水量就可以求得需水量。以各时段来水量的多年平均值构成的年来水量过程，是长系列过程的无偏估计或数学期望值。面对中长期未来来水量没有符合精度要求的预报过程的现实，根据长系列实测资料得到的多年平均时段来水量过程进行估计是可行的。

这就是建立基于年周期序贯决策的水库群优化调度方法的主要依据。

3.4.2 方法原理

基于年周期序贯决策的水库群优化调度方法是：每次的优化期是一年，是逐时段递推的。周期内可以以月或旬为时段。这里以月为时段，周期内含12个时段（YTN=12），分为决策期和计划期。决策期是当前时段（t=tm），也是优化周期内第1时段。计划期是后面11个时段。优化期时段集合为TC。读入这12个时段的信息（包括来水和需水信息等）。当前时段为实际值，未来时期各时段为相应月的多年平均值，求解这一个周期的优化问题，存储当前时段的决策结果，作为下一优化期的初始状态。然后，将优化期往后平移一个时段，其中决策时段变为tm+1，如此循环下去。对于共STN个时段的来水长系列情况，共需进行STN个周期的优化求解。

基于年周期序贯决策的水库群优化调度方法原理如图3.6所示。该原理对于水库群单目标优化调度和多目标优化调度都适用。

图3.6 基于年周期序贯决策的水库群优化调度方法原理示意图

3.4.3 方法优点

水库群优化调度年周期序贯决策方法的主要优点如下：

（1）克服了确定型调度方法假设来水和需水信息完全已知、计算结果偏理想的不足，使计算结果更加贴近实际，更加安全（对此更详细的案例说明见3.6.2节）。

（2）逐时段递推年周期优化，不存在各种按年优化的调度方法所具有的年与年之间割裂问题。

（3）不依赖于任何预报预测技术、复杂的周期分析、随机分析与模糊分析技术等，操作方便，具有广泛的普适性。