水库调度程序包

package longoperation.operation.DP; import longoperation.data.dataStru.PowerStru; import longoperation.db.dbconnect.DBConnectManager; import longoperation.tools.datatools.DataManager; import longoperation.tools.datatools.MathFuns; import java.util.HashMap; import java.util.ArrayList; import java.util.Date; /*区分流量与水量，出力与发电量*/ public class DP { public static DataManager DM = new DataManager(); public PowerStru power; private String power_id; private String powerName; private String regulation; private int T = 12; //计算时段 /*保存优化计算结果，水位过程线，出力过程线，弃水过程线，*/ private double[] E_opt = new double[T - 1]; //保存2月初到12月初，共十一个点的最优路径上的 E数据，累积效益，， private double[] Z_line = new double[T + 1]; //输出结果：水位过程线 13个点 属于时刻 private double[] N_line = new double[T]; //输出结果： 月平均出力 12个值，一个月一个 属于时段 private double[] E_line = new double[T]; //输出结果：月平均发电量 属于时段 private double[] H_line = new double[T]; private double[] R_line = new double[T]; public double[] Qout_line = new double[T]; //出库过程线，12个点，一个月一个， 属于时段 private double[] Qabandon_line = new double[T]; //弃水流量 属于时段 12个 private double[] Qgen_line = new double[T]; private int[] Index = new int[T - 1]; private double[][] resultE = new double[T - 1][]; //保存优化计算结果中的累积效益，从2月初到次年一月初共11个 private double[][] resultZ = new double[T - 1][]; //存每次优化计算的水头Z，从2月初到12月初 共11个，与resultE一一对应 private ArrayList resultE_e = new ArrayList(); //保存每次优化计算的阶段效益，从2月到11月 共10个，与resultE对应 private double Etatol; //保存年最大发电量 12月末时刻值 private double Eall; /*计算用到的参数变量*/ private final int[] t = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; //各月天数 public double[][] zv, zq, zr; private double Nmin; private double[] Qin; private double dead_level; private double normal_level; private double NCapacity; //装机容量约束 private double N_COE; //出力平均系数,用耗水率计算时用不到 private double H_LOSTCONST; //水头损失常数， private double H_LOSSCOE; //水头损失系数 private double Qoutmax; private double Qgenmax; private double HSTART; //计算时段初水位 private double HEND; //计算时段末水位 private double[] normal_levels; private int caltype_long; //公式或耗水率，0为耗水率，1为公式计算 /*惩罚系数*/ private int PRESICE = 100; private double coe_penalty1 = 0.5; //弃水惩罚系数 private double coe_penalty2; private final double penalty =0- Math.pow(1000,20); private void DPWork() { int period = 0; //代表时段 0-11 double tsec; //时段长 单位秒 double[] Z_Now; //面临时段的时段初水位 double[] Z_Old; //面临时段的时段末水位 double[] Eold; //面临时段各时段初水位对应的累积最大发电量 double[] Enow; //面临时段各时段末水位对应的累积最大发电量 /*第一个时段。一月份，*/ Z_Now = DM.discreteZ(this.normal_levels[1], this.dead_level, PRESICE); /*第一步，根据当前时段的水位上下限，离散水位*/ tsec = 3600 * 24 * t[0]; /*计算当前时段的时长，，单位为秒*/ double Estart = 0; Enow = new double[Z_Now.length]; for (int i = 0; i < Z_Now.length; i++) { //决策循环，随i变的起始条件只有 z_now double H; //净水头，计算中间量 double R; //耗水率，计算中间量 double N; double E; double Qout; //针对每个决策计算的出库流量 double Qgen; //针对每个决策计算的发电力量 double zdown; //针对每个决策计算的Qout对应的水库下游水位 double Qwaste; //弃水 /*开始给变量赋予具体值*/ double zup_old = HSTART; //单位为 米 double zup_now = Z_Now[i]; // 单位为 米 double vup_now = 10000 * (DM.getVFromZ(zup_now, this.zv)); //单位为 立方米 double vup_old = 10000 * (DM.getVFromZ(zup_old, this.zv)); /*水量平衡计算Qout Qout = （Vk - V`k + Qin*t)/t */ Qout = (vup_old - vup_now + Qin[0] * tsec) / tsec; /*此处判断的情况属于不允许在决策中出现的，直接将目标函数罚为负值*/ if (Qout <= 0 || Qout > Qoutmax) { E = penalty; continue; } else { /*尾水位泄量关系插值得下游水位*/ zdown = DM.getZFromQ(Qout, this.zq); H = getH(zup_old, zup_now, zdown, H_LOSTCONST); R = DM.getRFromZ(H, zr); /*耗水率曲线插值*/ /*出库流量大于最大发电流量时的处理***对目标函数施加惩罚*/ if (Qout > this.Qgenmax) { Qgen = Qgenmax; Qwaste = (Qout - Qgen); // 弃水流量，需保存 double penaltyE = coe_penalty1 * Math.pow(Qwaste, 2); N = Qgen / R * 3600 / 10000; //单位 万千瓦 E = N * tsec / 3600 - penaltyE; //单位为万千瓦时,对出现弃水的情况加以惩罚，允许有弃水出现 } /*出库流量小于最大发电流量*/ else { Qgen = Qout; /*计算N N = Qgen/R*3600 */ N = Qgen / R * 3600 / 10000; //单位万千瓦 立方米/秒 除以 if (N < Nmin) { double penaltyE = coe_penalty2 * Math.pow( (N - Nmin), 2)/2; E = N * tsec / 3600 - penaltyE; //单位为 万千瓦时 } else { E = N * tsec / 3600; //单位为万千瓦时 } } } /*需要保存的东西*/ Enow[i] = E; /*万千瓦时*/ } resultE[0] = Enow; resultZ[0] = Z_Now; /*计算第一阶段结束*/ /* 二月初到12月初 共10个时段 1到10*/ for (period = 1; period < T - 1; period++) { Z_Now = DM.discreteZ(this.normal_levels[period + 1], this.dead_level, PRESICE); Z_Old = DM.discreteZ(this.normal_levels[period], this.dead_level, PRESICE); resultZ[period] = Z_Now; double[][] E_e = new double[Z_Old.length][Z_Now.length]; //每个阶段点对点计算的决策变量的目标函数值 Eold = Enow; Enow = new double[Z_Now.length]; tsec = 3600 * 24 * t[period]; /* 选定时段后对时段初水位进行循环 目的只是为了计算 E_e 附带计算Q_abandon */ for (int oldzNo = 0; oldzNo < Z_Old.length; oldzNo++) { double zup_old = Z_Old[oldzNo]; //单位为 米 计算净水头时用到 -一个对应一个循环 for (int nowzNo = 0; nowzNo < Z_Now.length; nowzNo++) { double H; //净水头，计算中间量 由时段初、末水位，及尾水位得到 属于1月份每个离散水头的变量 double R; //耗水率，计算中间量 由H得到 double Qout; //针对每个决策计算的出库流量 /*用于每个时段针对每个离散点的计算*/ double Qgen; //针对每个决策计算的发电力量 double zdown; //针对每个决策计算的Qout对应的水库下游水位 double Qwaste; //弃水 double N; //由 Qgen与R得到 double E; /*开始给变量赋予具体值*/ double zup_now = Z_Now[nowzNo]; // 单位为 米 double vup_now = 10000 * (DM.getVFromZ(zup_now, this.zv)); //单位为 立方米 double vup_old = 10000 * (DM.getVFromZ(zup_old, this.zv)); /*水量平衡计算Qout Qout = （Vk - V`k + Qin*t)/t */ Qout = (vup_old - vup_now + Qin[period] * tsec) / tsec; /*出力下泄流量约束，若为零或超过最大下泄流量，直接对目标函数给一个很大的负值，并打断此次循环，下个决策开始*/ if (Qout <= 0 || Qout > Qoutmax) { E = penalty; N = penalty; Qgen = penalty; Qwaste = 0; E_e[oldzNo][nowzNo] = E; continue; // 是否continue 都一样， } else /*Qout正常 计算*/{ zdown = DM.getZFromQ(Qout, this.zq); H = getH(zup_old, zup_now, zdown, H_LOSTCONST); R = DM.getRFromZ(H, zr); /*出现弃水时的处理,******暂时想法：不应该对弃水时的发电量进行惩罚*/ if (Qout > this.Qgenmax) { Qg