2 离散差分动态规划(DDDP)模型

2.1 基本变量的确定

2.1.1 阶段变量

以月为单位划分阶段,对于40年来水序列,将有480个阶段,从第1个月顺序编号为t=1,2,3,…,480。

2.1.2 状态变量

根据选择状态变量的3个条件,即可描述性、可获得性和无后效性确定水库的有效蓄水量为状态变量,从而构成二维状态向量:

V(t)=[VA(t),VB(t)]Tt=0,1,2,…,480

2.1.3 决策变量

各阶段两水库的放水量构成二维决策向量:

d(t)=[dA(t),dB(t)]Tt=1,2,3,…,480

2.2 状态转移方程[3]

根据状态变量与决策变量之间的关系推导出岗黄两库的系统方程为

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其中,dAt)=R1t)+LAt);dBt)=R2t)+R3t)+LBt

综合式(3)、式(4)两式,表示为

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对于逆序递推(顺序求解),状态转移方程是式(5)的逆变换,即

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2.3 目标函数

F=max∑(R1+R2+αR3)

式中:F为系统总供水效益;α为权重系数。

2.4 约束条件

(1)水库蓄水能力约束

Vmin(t)≤V(t)≤Vmax(t)

(2)放水量约束

0≤d(t)≤Dmax(t)

式中:Dmaxt)为阶段内水库下游渠道(或河道)的输水能力。

(3)需水量约束

0≤R(t)≤U(t)

式中:Rt)、Ut)分别为需水量和可供水量。

2.5 边界条件

V(0)=V(480)=Vs

式中:Vs为起调库容。

2.6 递推方程

采用逆序递推(顺序求解)的方法,则递推方程为

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式中:F*t-1)为当状态处于Vt-1)时,从计算阶段480到阶段t-1的最大供水效益;F*t)为当状态处于Vt)时,从计算阶段480到阶段t的最大供水效益;Lt[Vt),d(t)]为当系统在Vt)状态下,由决策d(t)所产生的第t阶段的供水效益。