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中国农村水利水电 2022年第5期 125-132页

作者：李继清孙凤玲王爽田雨华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 水利部节约用水促进中心北京100038 中国水利水电科学研究院北京100038

多支流河流径流预报误差具有复杂性、多重不确定性,研究多源径流预报误差可为流域制定水资源管理方案提供更加可靠的来水依据。基于具有稳定鲁棒性的t Location-Scale分布,构建反映径流预报误差多重不确定性、缓解分布假设不正确问题的... 详细信息

多支流河流径流预报误差具有复杂性、多重不确定性,研究多源径流预报误差可为流域制定水资源管理方案提供更加可靠的来水依据。基于具有稳定鲁棒性的t Location-Scale分布,构建反映径流预报误差多重不确定性、缓解分布假设不正确问题的多源径流预报误差混合分布模型,应用于长江上游屏山站、朱沱站等干支流7座代表性水文站,分汛期、非汛期研究径流预报误差特性。结果表明:各水文站汛期、非汛期径流预报误差最佳边缘分布基本适宜采用t Lo⁃cation-Scale分布;朱沱站、寸滩站及清溪场站汛期多源径流预报误差混合分布模型拟合效果较好,非汛期拟合效果仅次于最佳边缘分布;模型产生的径流预报误差模拟值与实际值均值、变差系数的相对误差不超过11%,偏态系数变化规律相似,能进一步修正径流预报,为流域水资源开发利用及优化配置提供依据。

关键词：径流预报误差 t Location-Scale分布边缘分布混合分布模型长江上游

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基于Vine Copula的径流预报误差空间相依结构模型及应用

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作者：孙凤玲华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

由于径流预报不确定性的存在,径流预报误差不可避免,多支流河流径流预报误差具有复杂性、多重不确定性。研究径流预报误差统计特性、分布规律及空间相依性,建立径流预报误差空间相依结构模型;并在此基础上开展考虑入库径流预报误差的梯... 详细信息

由于径流预报不确定性的存在,径流预报误差不可避免,多支流河流径流预报误差具有复杂性、多重不确定性。研究径流预报误差统计特性、分布规律及空间相依性,建立径流预报误差空间相依结构模型;并在此基础上开展考虑入库径流预报误差的梯级水库短期发电调度风险研究,对提高梯级水库发电调度效益和流域水能资源利用率具有十分重要的理论意义和实际应用价值。本文针对目前径流预报误差研究较少描述径流预报误差空间相依性的现状,基于能反映变量引导与被引导关系的C-vine Copula,构建了径流预报误差空间相依结构模型;进而,选取入库径流预报误差作为水库发电调度主要风险因子,建立了梯级水库短期发电调度风险估计模型。将径流预报误差空间相依结构模型应用于长江上游干流屏山站、朱沱站、寸滩站和支流武隆站,得到了相应的模拟日径流预报误差序列;并以此序列对径流预报值进行修正,作为溪洛渡、向家坝和三峡水库的短期发电调度模型输入数据,以水库发电量不足风险率、弃水风险率为风险指标,建立了考虑入库径流预报误差的溪洛渡、向家坝和三峡梯级水库短期发电调度风险估计模型,定量分析了水库不同可调节安全区间下的梯级水库发电量不足、弃水联合风险率、同现风险率,揭示了入库径流预报误差对水库短期发电调度的影响,主要研究内容如下:（1）构建了径流预报误差空间相依结构模型。为反映径流预报误差复杂性、多重不确定性及空间相依性,首先,根据均方根误差、判定系数等指标从正态分布、tLocation-Scale分布、广义极值分布和Logistic分布中择优选择最佳边缘分布;进而基于体现变量主次关系的C-vine Copula建立联合分布,以D-vine Copula作为对比模型,利用AIC、BIC准则及K-S检验评价模型优劣;最后,基于蒙特卡洛法、逆函数法随机模拟日径流预报误差,并分析原始径流预报误差序列与模拟径流预报误差序列均值、变差系数、偏态系数等统计特征值与相关性。将模型应用于长江上游干流屏山站、朱沱站、寸滩站和支流武隆站,验证了模型的合理性与可行性。（2）分析了考虑入库径流预报误差的梯级水库短期发电调度风险。基于径流预报误差模拟序列,对各水文站日径流预报值进行修正,并根据水文站流量与水库入库流量之间的关系得到水库模拟入库流量值,以此作为梯级水库短期发电调度模型输入数据。选取水库发电量不足风险率、弃水风险率为发电调度风险指标,基于C-vine Copula构建了考虑入库径流预报误差的梯级水库短期发电调度风险估计模型。将模型应用于长江上游流域溪洛渡、向家坝和三峡梯级水库,以梯级水库总发电量最大为目标函数,考虑水库调度运行相关约束,建立了梯级水库短期发电调度模型,采用GAMS（General Algebraic Modeling System）软件对模型进行求解,得到一系列水库模拟年发电量;基于C-vine Copula构建了梯级水库模拟年发电量联合分布,并估计了不同水库可调节安全区间组合下溪洛渡、向家坝和三峡水库发电量不足、弃水联合风险率、同现风险率,为水库调度部门提供重要的理论基础与决策依据。

关键词：径流预报误差 Vine Copula 空间相依性梯级水库发电调度风险长江上游

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径流预报误差的混合t Location-Scale分布模型及应用

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水力发电 2020年第12期46卷 13-18页

作者：孙凤玲李继清张验科华北电力大学水利与水电工程学院北京102206

基于混合t Location-Scale分布良好的自适应性,利用k均值聚类法挖掘数据隐含结构、良好的聚类效果特点,建立了不同预见期径流预报误差混合t Location-Scale分布模型。将模型应用于雅砻江流域官地水库,对预见期分别为6、12、18 h和24 h... 详细信息

基于混合t Location-Scale分布良好的自适应性,利用k均值聚类法挖掘数据隐含结构、良好的聚类效果特点,建立了不同预见期径流预报误差混合t Location-Scale分布模型。将模型应用于雅砻江流域官地水库,对预见期分别为6、12、18 h和24 h的区间径流预报误差进行了分析与建模,结果发现混合t Location-Scale分布模型弥补了单一分布难以描述径流预报误差特征多样性的局限,能更准确地描述不同预见期径流预报误差的统计特征,误差分布与实测径流预报误差的变化规律一致,可为水库水电站的径流预报和调度运行提供更加准确、可靠的来水数据。

关键词：径流预报误差单一分布模型混合t Location-Scale分布模型 k均值聚类

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入库径流预报误差随机模型及其应用

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水力发电学报 2019年第10期38卷 75-85页

作者：纪昌明梁小青张验科刘源华北电力大学可再生能源学院北京102206 甘肃民族师范学院物理与水电工程系甘肃合作747000

为了在量化入库径流预报误差的条件下有效提高调度方案制作的精度,基于高斯混合模型(GMM)良好的自适应性,能更准确地描述单一预见期径流预报误差分布的特点,以及高维meta-student t Copula函数具有将多个类型边缘分布有机耦合的优势,建... 详细信息

为了在量化入库径流预报误差的条件下有效提高调度方案制作的精度,基于高斯混合模型(GMM)良好的自适应性,能更准确地描述单一预见期径流预报误差分布的特点,以及高维meta-student t Copula函数具有将多个类型边缘分布有机耦合的优势,建立了多个预见期入库径流预报误差的GMM-Copula随机模型。以雅砻江流域锦屏一级水电站水库为例,对预见期分别为6 h、12 h、18 h、24 h的入库径流预报误差进行了分析与随机模拟。结果表明,随着预见期的增加,模拟误差与实际误差的主要统计特征值相差不大,满足预设精度要求,且变化规律一致,验证了模型的可行性与有效性,为水库调度方案的编制与实施提供了参考依据。

关键词：径流预报误差高斯混合模型高维meta-student t Copula 随机模型锦屏一级水电站

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基于嵌套Copula函数的多预见期径流预报误差相依结构模型

基于嵌套Copula函数的多预见期径流预报误差相依结构模型

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作者：陈冲华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在全球气候背景下,进行入库径流预报时往往会给出多个预见期下的径流预报值,以尽可能地反映未来时期的来水情况,从而为水库调度计划的制定提供依据。但是由于预报径流过程中误差的不可避免性及水文信息在时空上的复杂相依性,开展多个预... 详细信息

在全球气候背景下,进行入库径流预报时往往会给出多个预见期下的径流预报值,以尽可能地反映未来时期的来水情况,从而为水库调度计划的制定提供依据。但是由于预报径流过程中误差的不可避免性及水文信息在时空上的复杂相依性,开展多个预见期径流预报误差的相依结构模型的研究,对于水库实现水能资源利用效益最大化具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以雅砻江流域锦西水库入库和九龙河区间入流对应的多个预见期径流预报误差为研究对象,利用Copula函数构建了不同的模型研究多个预见期下的径流预报误差的相依结构。首先,采用常用的分布曲线如正态分布、t分布、logistic分布、stable分布和广义极值分布对锦西入库径流和九龙河区间入流四个预见期（6h、12h、18h和24h）的径流预报误差进行分布拟合的优选;其次,对求得的两个预见期（如锦西入库6h和区间入流6h）径流预报误差的边缘分布,根据二元Gumbel Copula、Clayton Copula和Frank Copula函数的特点进行线性组合得到混合M-Copula,构建了两预见期径流预报误差相依结构模型,并进行随机模拟和两预见期径流预报误差随机组合情况出现概率的求解计算;最后,在二元Copula函数的基础上,建立了基于层次化嵌套Copula函数的多预见期径流预报误差相依结构模型,进行不同预见期下径流预报误差的随机模拟,并将其与预报值耦合,得到更接近实际来水的一系列径流过程,从而为水库调度计划制定提供参考。

关键词：径流预报误差多预见期相依结构 M-Copula 层次化嵌套Copula

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