搭叠纽扣式时空分解协调法的优化

大系统分解协调原理在水资源复杂系统中的应用，大多数是采用递阶目标协调法，将各子系统从空间上或功能上完全划开，然后通过水力上的关系耦合联系，根据关联平衡协调原则，通过对目标函数进行作用而实现协调。新河泵站系统节能优化调度模型变量多，时空关系较复杂。因此，出于经济上的考虑，即对购置大容量计算机的投资与预期的收益不相称而选用了一台内存容量较小，运行速度较慢的微机（TRS—80或APPLE—Ⅱ），采取在空间上分解物理模型方法，使各子模型仅有水平横向联系，而无竖向递阶联系。在分别寻优的同时，又通过搭叠耦合进行时空协调，从而获得全系统适时适量的控制方案，如图5-1所示。鉴于分解后的三个子模型互相搭叠，对于系统1与2把重叠部分泵站N1j和自排闸B1k看成“纽扣”，故又把它形象的简称为搭叠纽扣式分解协调法。在时间上把全年划分为四个季节，即排涝季、抗旱季、交替季和冬枯季给予不同的模型参数；在空间分解协调寻优同时，又通过优化图5-1左边的撇洪河在一个调度周期的终端水位的办法来实现每次降雨排涝优调过程叠加，从而获得全年适时适量控制方案。

图5-1　概化模型空间分解示意图

图5-2　双层时空协调示意图

所谓时空协调，就本例新河泵站系统而言，系统优调有两方面的内容。一是在图5-1第2子系统中，如调蓄湖的容积（∑Ω1i与∑Ω2i）较大，则涝水分配在N1j、N2j、B1k、B2k（水量在空间上分配建立LP1模型）与∑Ω1i与∑Ω2i（水位在时间上控制建立DP模型）之间有时空协调问题，如图5-2所示的下部；二是在第1子系统中的撇洪河水位优调（DP2模型）与第2子系统涝水在空间上分配（LP2模型）之间也有时空协调问题，如图5-2所示上部。两个DP模型中间夹两个LP模型。具体协调时，可先以定性为依据确定一条调蓄湖泊蓄水过程线（或撇洪河水位控制过程线），再对余下的DP2和LP进行时空协调，得到一条经过初步优化的控制过程线，又将其视为不变，再对DP和LP进行时空协调，如此反复进行，直至稳定为止，此即双层时空协调的大意。关于图5-1中的第3子系统中的N1j，N2j，B1k，B2k也存在自身优选问题，故予单列一个子系统以引起重视。(www.xing528.com)

新河泵站系统因Ω1与Ω2容积很小（小于5%），规划设计时就要求空湖待蓄，图5-1右边的河流属天然河流性质，每当暴雨降落时，涝水又限期排干，所以，从实际应用角度考虑，对Ω1和Ω2未考虑在时间上如何影响控制蓄水问题，所以无图5-2下部DP1模型，从而使问题简化。