一种考虑气候变化的梯级水库群水能资源评估方法及装置与流程

本发明涉及气象预测和水资源管理领域，尤其涉及一种考虑气候变化的梯级水库群水能资源评估方法及装置。

背景技术：

1、水能资源理论蕴藏量是指存在于河流或湖泊中的水能资源的量值。科学评估水能资源理论蕴藏量对于河流水能资源的有效开发、水电工程项目的规划设计及运行管理具有重要意义。水能资源理论蕴藏量易受环境条件变化的影响，因此，如何根据环境条件计算水能资源理论蕴藏量日渐受到关注。

技术实现思路

1、为计算水能资源理论蕴藏量，本发明提出了一种考虑气候变化的梯级水库群水能资源评估方法及装置。

2、第一方面，本发明提供了一种考虑气候变化的梯级水库群水能资源评估方法，方法包括：

3、获取梯级水库群所在流域的第一气象预测数据；

4、将第一气象预测数据输入至预构建的水文模型，得到各第一模拟径流量，水文模型是通过第一目标时间段内的第一历史径流量训练得到的，在第一目标时间段内，梯级水库群所在流域下游的径流量不受上游水库的水库数据影响；

5、将各第一模拟径流量输入至预构建的校正模型，得到各第一模拟径流量对应的第二模拟径流量，校正模型是通过第二目标时间段内的第二历史径流量训练得到的，在第二目标时间段内，梯级水库群所在流域下游的径流量受上游水库的水库数据影响；

6、根据各第二模拟径流量，计算梯级水库群所在流域的水能资源理论蕴藏量。

7、考虑到梯级水库群中上游水库的调蓄会对下游流域的径流量产生影响，进而影响水能资源理论蕴藏量的计算准确性，通过上述方法，利用水文模型模拟得到第一模拟径流量，其中水文模型的训练数据为第一目标时间段内的数据，第一目标时间段处于梯级水库群尚未建设的时期，或者说在第一目标时间段内梯级水库群下游流域的径流量不受上游水库的水库数据影响，上游流域人类活动对下游流域的径流量影响程度可忽略不计，也就是说，水文模型模拟得到的第一模拟径流量是仅仅受到气候变化影响的天然径流量，进一步的，采用考虑了上游水库的水库数据对下游流域径流量影响的校正模型对第一模拟径流量进行校正，使得得到的第二模拟径流量既考虑到了气候变化，又考虑到了上游水库的水库数据对下游流域径流量的影响，使得模拟得到的径流量更加精确，进一步提高了梯级水库群水能资源理论蕴藏量的计算准确性。

8、在一种可选的实施方式中，获取梯级水库群所在流域的第一气象预测数据，包括：

9、获取梯级水库群所在流域的第二气象预测数据和第二气象预测数据对应的历史气象数据；

10、计算第二气象预测数据与第二气象预测数据对应的历史气象数据之间的偏差；

11、获取梯级水库群所在流域的第三气象预测数据；

12、根据偏差，对第三气象预测数据进行校正，得到第一气象预测数据。

13、在一种可选的实施方式中，构建水文模型的步骤包括：

14、获取第一训练数据和测试数据，第一训练数据和测试数据均包括第一目标时间段内的第一历史气象数据和第一历史径流量；

15、根据第一训练数据中的第一历史气象数据，构建初始水文模型；

16、将第一训练数据中的第一历史气象数据输入至初始水文模型，得到第三模拟径流量；

17、根据第三模拟径流量和第一训练数据中的第一历史径流量，对初始水文模型中的参数进行率定，得到率定后的初始水文模型；

18、根据测试数据中的第一历史气象数据和第一历史径流量，对率定后的初始水文模型进行验证，得到验证后的初始水文模型，验证后的初始水文模型作为水文模型。

19、在一种可选的实施方式中，构建校正模型的步骤包括：

20、获取第二训练数据，第二训练数据包括第二目标时间段内的第二历史气象数据和第二历史径流量；

21、将第二历史气象数据输入至水文模型，得到第四模拟径流量；

22、根据第四模拟径流量和第二历史径流量，训练初始校正模型，得到校正模型，初始校正模型为长短期记忆网络模型。

23、在一种可选的实施方式中，将第一模拟径流量输入至预构建的校正模型，得到第一模拟径流量对应的第二模拟径流量，包括：

24、

25、其中，t代表时段，即时间步长，可为日、月等，表示t时段的第二模拟径流量，表示t时段的第一模拟径流量，表示t-n时段的第一模拟径流量，n表示长短期记忆网络模型中的滞后时长，表示采用鲸鱼优化算法对长短期记忆网络模型进行优化后的模型，即校正模型。

26、在一种可选的实施方式中，根据各第二模拟径流量，分段计算梯级水库群所在流域的水能资源理论蕴藏量，包括：

27、

28、其中，为水能资源理论蕴藏量； k为折算系数； wi为第 i条河段第二模拟径流量的平均值； hi为第 i条河段上下断面水位差；g为重力加速度；n为河段总数。

29、在一种可选的实施方式中，方法还包括：

30、根据各第二模拟径流量，计算梯级水库群中各水库的蓄水量；

31、根据各水库的蓄水量，计算各水库的水位；

32、根据各水位，计算梯级水库群的发电量。

33、在一种可选的实施方式中，根据各水位，计算梯级水库群的发电量，包括：

34、根据各水位，计算各水库的发电量；

35、根据各水库的发电量，计算梯级水库群的发电量。

36、在一种可选的实施方式中，根据水位，计算水库的发电量，包括：

37、

38、其中， p代表水库的发电量；代表水轮机的发电效率；代表水的密度； g代表重力加速度； h代表水位（高差）；代表通过涡轮机的水库出库流量； t代表时间步长。

39、在一种可选的实施方式中，方法还包括：

40、根据梯级水库群的发电量，计算梯级水库群的碳减排量。

41、在一种可选的实施方式中，根据梯级水库群的发电量，计算梯级水库群的碳减排量，包括：

42、获取目标时刻的供电煤耗；

43、根据供电煤耗和梯级水库群的发电量，计算碳减排量。

44、在一种可选的实施方式中，获取目标时刻的供电煤耗，包括：

45、获取历史时期的供电煤耗与时间之间的关系；

46、基于关系，计算目标时刻的供电煤耗。

47、第二方面，本发明还提供了一种考虑气候变化的梯级水库群水能资源评估装置，该装置包括：

48、获取模块，用于获取梯级水库群所在流域的第一气象预测数据；

49、模拟模块，用于将第一气象预测数据输入至预构建的水文模型，得到各第一模拟径流量，水文模型是通过第一目标时间段内的第一历史径流量训练得到的，在第一目标时间段内，梯级水库群所在流域下游的径流量不受上游水库的水库数据影响；

50、校正模块，用于将各第一模拟径流量输入至预构建的校正模型，得到各第一模拟径流量对应的第二模拟径流量，校正模型是通过第二目标时间段内的第二历史径流量训练得到的，在第二目标时间段内，梯级水库群所在流域下游的径流量受上游水库的水库数据影响；

51、第一计算模块，用于根据各第二模拟径流量，计算梯级水库群所在流域的水能资源理论蕴藏量。

52、考虑到梯级水库群中上游水库的水库数据会对下游流域的径流量产生影响，进而影响水能资源理论蕴藏量的计算准确性，通过上述装置，利用水文模型模拟得到第一模拟径流量，其中水文模型的训练数据为第一目标时间段内的数据，第一目标时间段处于梯级水库群尚未建设的时期，或者说在第一目标时间段内梯级水库群下游流域的径流量不受上游水库的水库数据影响，上游流域人类活动对下游的径流量影响程度可忽略不计，也就是说，水文模型模拟得到的第一模拟径流量是仅仅受到气候变化影响的天然径流量，进一步的，采用考虑了上游水库的水库数据对下游流域径流量影响的校正模型对第一模拟径流量进行校正，使得得到的第二模拟径流量既考虑到了气候变化，又考虑到了上游水库的水库数据对下游径流量的影响，使得模拟得到的径流量更加精确，进一步提高了梯级水库群水能资源理论蕴藏量的计算准确性。

53、第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第一方面或第一方面的任一实施方式的考虑气候变化的梯级水库群水能资源评估方法的步骤。

54、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一实施方式的考虑气候变化的梯级水库群水能资源评估方法的步骤。