乌江梯级水库联合优化调度方案研究

合集下载

洪渡河流域梯级水电站水库短期优化调度研究

洪渡河流域梯级水电站水库短期优化调度研究洪渡河流域位于贵州省东北部，是乌江水系左岸的一级支流，全流域集水面积3739km2，干流主河道全长205km。

整个流域受中亚热带湿润季风气候影响，水汽来源丰富，降水量较大，坝址以上流域多年平均降雨量1201mm，降水年际变化不大，多年平均年降水量在1150~1210 mm之间；但年内分配极不均匀，降水量主要集中在4~10月。

国家电投集团黔北水电厂管辖的沙坝、石垭子、高生三座水电站自上而下位于洪渡河中游，形成梯级水库群。

沙坝水电站是洪渡河流域已建成第五级电站，该电站位于洪渡河中游，坝址以上集水面积为1396km2；石垭子水电站是洪渡河流域已建成第六级电站，坝址位于洪渡河中下游，坝址以上集水面积为2589km2；高生水电站是洪渡河规划的第七级梯级电站，其水库正常蓄水位接石垭子水电站厂房尾水位，坝址控制集水面积为3126km2。

江滨水文站为洪渡河干流控制站，控制流域面积2564 km2，位于石垭子坝址上游7.5km，是一个国家基本水文站，资料具有较高的可靠性。

开展水库群的优化调度工作，不仅能发挥水库群之间的库容补偿、水文补偿的作用，获得比单库优化调度更显著的经济效益，而且对于确保电网的安全稳定运行有着重要的现实意义。

洪渡河流域中下游河段将形成以沙坝电站为龙头的梯级水电站，其中已建成的沙坝、石垭子电站具有不完全年调节性能，在建的高生电站具有日调节性能，联合开展中长期或者短期优化调度研究，从整体上对流域的水电站进行优化调度，实现最大的发电效益。

2 梯级水电站短期优化调度分析2.1 梯级水电站短期优化调度分析重要性短期调度分常规与优化调度。

常规调度所利用的信息有限，理论上不够严密，所确定的运行调度策略和相应决策只是可行解或满意解，难以寻求最优调度策略，难以处理多目标、多维变量等复杂问题。

而优化调度是基于系统科学和优化算法，通过某种调度准则和目标函数，建立相应的数学模型，应用优化算法对所建模型进行求解，计算结果认为是最优调度策略。

梯级水库群短期优化调度研究的开题报告

梯级水库群短期优化调度研究的开题报告一、研究背景近年来，随着水资源紧缺和经济社会持续发展的要求，水库调度越来越重要。

而梯级水库群作为一种常见水利工程形式，存在调度效率低、泄洪难度大等问题。

因此，对于梯级水库群的优化调度进行研究，可以提高水资源利用效率和水能利用率，实现水资源精细管理和优化配置。

本文旨在对梯级水库群短期优化调度进行研究，为实现水资源可持续利用提供一定理论和实践指导。

二、研究内容和目标本文拟从梯级水库群调度的基本原理和技术手段、梯级水库群调度的现状和问题、梯级水库群短期优化调度方法等方面入手，结合实际的水库调度数据和现状，建立数学模型，采用数学优化方法，系统研究梯级水库群的短期优化调度策略，以提高水资源利用效率和水能利用率为目标。

具体研究内容如下：1. 梳理梯级水库群的调度基本原理和技术手段。

主要包括梯级水库群调度的目标、原则、指标体系和基本方法，深入理解梯级水库群的工作原理，为后续研究打下基础。

2. 分析梯级水库群调度的现状和问题。

通过对已有文献和资料的分析，深入探讨梯级水库群调度现状和问题，为优化调度提供参考。

3. 构建梯级水库群短期优化调度模型。

结合现有模型和实际数据，根据对梯级水库群的特点进行综合分析，构建具有实际应用价值的梯级水库群短期优化调度模型。

4. 探究梯级水库群短期优化调度策略。

针对水库的运行特性和水情变化状况，设计梯级水库群短期优化调度策略，如合理调节进水流量、控制泄洪流量、制定蓄水方案等方面提高梯级水库群的运行效率。

5. 验证和优化模型。

通过实际数据的验证，评估模型优化效果。

三、研究方法和技术路线本文采用理论分析和实证研究相结合的方法，主要采用数学方法和优化技术等工程技术手段：1. 研究主要采用定量分析方法，建立数学模型，通过数学方法以及有效的算法优化水库调度方案。

2. 研究数据来源主要来自国家枢纽工程水文水资源监测资料、周边气象局气象监测、水库渗透曲线、工程施工建设规划等。

乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨

第２卷第１期３
贵州水力发电
ＧＵＩＯＵＡＴＥＲＺＨＷＰ０ＷＥＲ
２００９年２月
・
水库与环境・
乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨
田华，梁
（．贵州构皮滩发电厂，贵州１余庆
卫，简永明
遵义５３０；６１４
５００）５０２
水电厂运行及管理工作。
第２３卷第１期
贵州水力发电
２００９年２月
成投产后，就正式拉开了实施乌江流域大型复杂水电站群联合优化调度的序幕。对于如何发挥洪家渡
龙头水库对下游电站的补偿调节，如何利用梯级水电站自身的特点实施联合优化调度，如何实现既要
索风营、乌江渡４个水电站的发电机组已完全实现
保证电网的安全又要降低梯级水电站的发电耗水
率，发挥流域梯级的整体效应，成了乌江公司和电
网调度部门十分重视和必须解决的课题。从２００５
年及２００６年１以前乌江流域梯级水电站的总体０月运行情况来看，由于流域梯级水电站联合优化调度未充分发挥其应有的作用，流域上游洪家渡水库刚进入汛期就立即进入了蓄水状态，拦蓄了六冲河全部来水，与此同时下游各水电站区间来水极度偏枯，致使下游的东风水电站和乌江渡水电站长期处
０概况
贵州乌江水电开发有限责任公司（文中简称本

乌江梯级水电站联合优化调度效果分析——以应对20081106洪水为例

建设、管理、运营的水电站有７，依次为个
响，１月初洪家渡流域发生一场自ｌ５年有１９７实测资料以来，时间最晚的汛末洪水，洪水
过程持续时间约１天（０入库５０ｍ／）。洪家０。ｓ渡流域２日洪峰流量达到１２３，ｌ月６４０ｍ／１日达ｓ到１８／，属于典型的复峰洪水，主峰在６０ｍ。ｓ后。根据《洪家渡水文系列延长及参数复核专
ｒｐｃｖｌｃｍａｄｏｅｃｒｓｏｄｇｐｒｄｉ２０－０ｄｔｓａｅｃｍｒｅｓｅｅｅｔｎｒｉｄ％ｅｅｔｅｐｒｔｔｒｐｉｅｏｎ０５０７ａｈｃｃｄｐｅｎｉｎｒｅｅｙｒｓｂ９ｓｉｙｏｅｈｏｅｎｎｉ２ｎｅａｏｈｖｇａｄｅｇａｅｙ
位和月末可用水量是影响乌江梯级总发电量的决定性因素。研究结果对于从梯级水电站联合调
度角度减缓极端天气事件对水电行业的影响具有重要的参考价值。
关键词：洪水；乌江；梯级水电站；联合调度
中图分类号：Ｔ６７１２Ｖ９．＋
文献标识码：Ａ
文章编号：１７ — ４（１）２０４０６３８１０１１— ０—７２２０
ｈｄｏｌｔｃｓｔｎ．ｅｅｅｒｈｒｓｌａｅｉｏｔｆｒｎｅｖｌｅｔｏｎｈｆｃｆｘｒｍｅｙｒｅｅｒａｉｓＴｓａｃｕｔｈｖｍｐｒｃｉｔｏｈｒｅｓｅｒｅｅｅｃａｏｓｗｉｇｔｅｅｅｔｅｔｒｕｌｏｅｈｅｅｅｔｏｈｗ￣ｔｒｖｓｎｔｅｎ

乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨

图１乌江流域梯级水电站示意图
提高水能利用率。根据初步设计资料，家渡形成洪
收稿日期：０７０ — ６２０ — ５１
１乌江流域梯级优化调度的重要性
乌江公司自上游洪家渡电站２００４年底全部建
实现流域梯级水电站的优化调度，高经济效益，断开拓电力市场，现企业效益最大化成了乌江公司与电网调度提不实部门积极探索解决的首要问题。本文通过对乌江流域梯级优化调度的开展以及运行方式加以探索论述，出梯级优提
州电网总容量的ｌ．６。乌江渡下游正在施工建７３
月以前乌江流域梯级电站的总体运行情况看，由于
流域梯级电站联合优化调度未充分发挥其应有的作用，游洪家渡电站在刚进入汛期就立即进入了蓄上水状态，由于洪家渡拦蓄了六冲河全部来水，且同并时下游各电站区间来水也极度偏枯，使下游的东致
作者简介：ｍ￣（９２）男，１７一，工程师，事水电厂运行工作。从
维普资讯
第４期
田华等：乌江流域梯级水电站联合优化调度的探讨
１。ｓ电站装机３０Ｔ／，Ｉ ×２０Ｍｗ，保证出力１９１Ｍｗ，５．
年平均发电量１．９亿ｋ・。它的任务不仅要５５Ｗｈ考虑自身的安全和发电，主要的是为下游梯级电更

流域集中优化调度下的乌江渡水库调度管理

流域集中优化调度下的乌江渡水库调度管理摘要：随着国家“西电东送”宏伟计划的提出，乌江流域开发步伐加快，乌江公司深刻意识到，作为水电企业，必须依靠水电站群间的联合优化调控，才能实现节水增发电的目标，并以此推动水电厂管控模式的变革。

在这样的背景下，乌江公司提出了“以节能增效为目的、以优化调度为核心、以集中控制为手段”的流域梯级水电站群集中生产调度管理思路。

2000年3月，公司战略性地勾勒出乌江流域梯级水电站群联合优化调控系统建设的整体构想。

基于水库调度集中管理和电站远程集控技术条件的成熟，乌江公司于2006年5月1日正式宣布流域各梯级水库调度实行集中管理。

随着乌江公司对流域开发的变化，乌江渡水库调度管理也随之发生着转变。

从以往的调度的主导转变为辅助，做好水库调度基础工作，为公司实现梯级优化调度的整体构想不断向着积极的方向转变着。

关键词：优化调度；转变；梯级水库调度；集中管理概述水库调度及大坝安全管理的成功与否，直接影响着小到厂内的经济指标，大到国民经济的发展，相反，则将危及电站上下游广大人民生命财产的安全，带来非常严重的损失。

大坝安全管理及水库调度这绝不象所谓的“夏天以电定水，冬天以水定电”如此简单的两句话，要做好这项工作，涉及到天气、水情、水库特性等专门业务，是一项以实际情况为根本，以洪水调度理论为依据，以经验为参照的较为细致、复杂的技术工作。

在防洪与发电出现矛盾时，既要考虑企业的安全生产及经济性，同时还要兼顾着企业重大的社会责任。

不管单一水库的发电调度还是梯级的优化调度，无非是为了提高水能的利用，以此获得更大的经济效益。

因此，乌江渡发电厂水库调度管理的“转变”也是为了更好地发挥乌江渡发电厂的水能利用能力，以提高我厂的经济效益为目的转变。

在防汛工作方面“转变”更加体现在做好防汛每项基础工作，做好突发状况下的应急处理准备，积极参与梯级防洪调度工作，根据防汛遇到实际困难提出适时解决办法。

随着梯级调度深化进行思想的“转变”也随之开始，由以往的着眼于自身，转变为放眼于全流域。

基于改进调度函数的梯级水库群联合调度研究

２．ＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＥｎｇｉｎｅｅｉｎｒｇＣｏｎｓｕｈｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃａｓｃａｄｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｊｏｉｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｕｌｅｓａｒｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｔｏｇｕｉｄｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｃａｓｃａｄｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｔａｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｏｒｙｓｙｓｔｅｍｆｏｒｃａｓｃａｄｅｒｅｓｅｖｏｒｉｒｊｏｉｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｕｌｅｓ．Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣａｓｃａｄｅＲｅｓｅｒｖｏｉｒｓＪｏｉｎｔＯｐｅｒａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＯｐｅｒａｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎＪＩＡＮＧＪｉｎ，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｙｏｎｇ
５％ａｎｄｇｕａｒａｎｔｅｅｄｏｕｔｐｕｔｔｏ２４３１．９ＭＷ＿

梯级水电站短期联合优化调度分析

梯级水电站短期联合优化调度分析摘要：随着节能减排与能源结构调整的不断深入，国内各个主要流域目前已经形成了一定规模的梯级水电站系统。

为发挥梯级水电站发电、防洪、灌溉、供水的经济效益，水电站联合优化调度运行至关重要，这将有利于降低水电站发电成本，还能为水电站的稳定运行提供科学参考依据，深入挖掘水轮发电机组在水电站中的发电潜力，以短期联合优化调度提高运行效率。

关键词：梯级水电站；短期运营；联合优化调度引言：水能水资源作为一种可再生、可循环利用的绿色能源，水电站的联合调度运行方式决定了水能资源的实际利用效果。

水电站在运行中肩负着水利系统与电网电力系统运行的双重功能，水轮机组在电网电力系统中存在负荷波动，有着电网调频与调峰任务特点，通过水力发电方式降低能耗，减少污染程度。

1.梯级水电站实施联合优化调度的重要意义梯级水库联合优化调度对保障水电系统稳定运行、提高资源利用效率、提升梯级整体效益有着至关重要的意义。

联合优化调度过程中，以日作为时间尺度的优化调度方式确定了调度战略在每天的执行方式，水电站日内运行过程中建立基于多种复杂因素的短期调度模型，应用多种优化算法建造模型并求解，目前已成为梯级水电站运行的重要手段。

梯级水电站优化调度模型本身是一个高维且非线性问题，整个模型求解的过程十分复杂。

不仅如此，水流流达时间的存在会让优化调度涉及到短期梯级水电站间跨时段水量平衡与水量耦合问题。

目前用于计算短期优化调度模型的方法主要有两种，一种是基于传统动态规划的逐步优化算法，这类方法收敛速度比较慢，计算效果会对初始可行解存在较大的依赖性，计算需要较长的时间。

另一种是基于遗传算法和粒子群算法的智能型算法，不仅能求解速度快，且运行效率高，但是计算期间容易出现结果不一致的问题。

通过水电的网上竞价方式，不同梯级水电站都会独立参与竞争，报价内容基本不对外公开，下游水电站无法评估发电能力。

比如上游水电站竞价成功，下游水电站未成功，当下游水位已经贴近储水位的时候，此时就会出现弃水的现象，这样做无形中违反了水资源高效利用的原则。

乌江梯级水调自动化系统的建设及应用

均匀；在此基础上，充分利用洪水，
减少弃水，增加梯级电站水量利用率和水头效益；在遭遇不可避免的洪水淹没时，使梯级水库总淹没损
据；机组实时负荷数据从监控系统采集，与监控系统通信中断后，若也可从各分中心采集；机组的时段电
量从电能量系统中采集。系统自动采集基础数据后，分别对其进行相应的处理，生成一批
算法，发了高级应用软件，成了开建
一
流量、发电流量、泄洪洞泄洪流总各
量、总泄洪流量、出库流量、入库流量进行１自动定时计算。每天１次次自动定时计算各厂日平均入库流量、泄洪流量、发电流量、日均水头、单机耗水率、日均耗水率。也可按季风气候区，
干流全长１３ｍ，８％流域面积７０ｋ近０
流量、段平均流量、高最低值及时最发生时间、整点负荷、时段平均负
位于贵州省境内。乌江流域河口多年平均径流量达到５４亿ｍ与黄３，河年水量相当。乌江干流总落差２１０ｑ平均比降２．５ｏ２ｎ，０％，规划建
荷、最高最低负荷及发生时间等。

水库群的梯级调度

洮河流域梯级电站水库群的联合调度模型实施梯级水库的集中联合调度，主要目的在于提高了流域水能利用率，提高发电效率。

水库群的集中调度管理主要依靠“乌江流域卫星水情自动化系统”。

流域遭遇来水特枯年份，在上下游来水极不均衡情况下，不仅要实现流域各梯级电站的水库零弃水，而且还要完成集团公司下达的年度发电计划。

梯级电站水库特征水位表3.4.2水库的特征水位根据装机规模论证和水库回水特征，经调洪验算确定水库的特征水位为：水库校核洪水位2004.0m水库设计洪水位2002.00m水库正常蓄水位2002.00m水库汛期限制水位2001.00m（5～10月）水库发电死水位2000.0m3.4.3汛期库水位本电站水库为日调节，其发电出力主要受来水流量控制，汛期来水量一般大于电站额定引用流量，水库汛限水位2001.00m。

当中、小洪水流量Q <603m3/s时，水库水位 2002.00m。

当洪水流量二十年一遇(P=5%) 1680 m3/s >Q≥603 m3/s时，水库水位 2002.00m。

当洪水流量2360m3/s(设计洪水)>Q≥ (P=5%) 1680 m3/s时，水库设计洪水位2002.00m。

当洪水流量Q>设计洪水2360m3/s时，水库水位由2002.00m逐渐上升到最高洪水位2004.00m，在任何情况下，水库水位不得高于2004.00m。

3.4设计标准及水库水位3.4.1枢纽设计标准正常蓄水位1968.80m，相应库容780万m3；设计洪水标准为3.33%，设计洪水位1969.1m，相应洪峰流量2110m3/ s,相应库容1000万m3；校核洪水标准为0.5%，校核洪水位1970.5m，校核洪峰流量3230m3/s，相应库容1362万m3；最低发电水位1966m。

3.4.2汛期库水位根据来水量规定如下：流量为 20.00—632.00 m3/s时，水位1969.10—1968.50 m流量为 632.00—1000.00 m3/s时，水位1968.50—1967.50 m流量为1000.00—1500.00 m3/s时，水位1966.00—1967.00 m流量为1500.00—2000.00 m3/s时，水位1965.00—1966.00 m流量为2000.00—2500.00 m3/s时，水位1963.00—1965.00 m流量为2500 m3/s以上时,水位不高于是1959.1 m，在任何情况下，库水位不得高于1970.50 m。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第４１卷第２２期
２０１０年１１月
人民长江
ＹａｇｚＲｉｅｎｔｅｖｒ
Ｖｏ．１４１．Ｎｏ．２２
ＮＯ．，Ｖ
２００１
文章编号：０１— １９２１）２— ０８— ４１０４７（００２０００
定；一部分是经过水库的不蓄水量，产生的电能为另其
（）梯级各电站统一调度的联合调度模式（称２简梯级统一联合调度模式）。当梯级中有水力联系的水电站群对外作为一个整体调度并参于同一电力系统运行时，级中所有电站作为一个整体满足电力系统的梯需要，由统一的调度规则指导梯级电站联合运行。
乌江梯级水库联合优化调度方案研究
罗斌，凯霞，安强钱李
（江勘测规划设计研究院规划设计处，北武汉４０１）长湖３００
摘要：为寻求适合乌江梯级水库群最大发电效益的联合调度方式，常用的梯级水库联合调度方式、型建立对模
不蓄电能，由水库调节过程中的水头决定。
当面临时段电力系统要求的发电出力确定后，水电站群的调度可通过多种水库调节方式予以实现。在同样满足电力系统要求的前提下，确保时段末水库群
为８７０ＭＷ，０设计年发电量为２５８９．４亿ｋ・。乌Ｗｈ江干流上装机规模和调节库容最大的构皮滩水电站的
风、风营、索乌江渡等；构皮滩、思林和彭水水电站已进
入初期运行期；沙陀和银盘水电站正处于建设阶段，自
般可分为３大类。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（）梯级各电站独立调度的联合运转模式（称１简
梯级联合运转模式）。即对于梯级内各电站按水库各
臣处于规划阶段电站
自拟定的调度方式独立运行，算梯级发电指标时考计
虑下游梯级对上游梯级顶托影响，从上游到下游按梯级顺序逐一计算。梯级联合运转方式主要在电站的设
ｋ天然落差２１４ｍ，ｍ，２流域水资源丰富，我国水电是开发的ｌ２个基地之一。目前，江干流（南、两乌含北
源）已建成发电的水电站有普定、引子渡、家渡、洪东
司）。９个梯级水库总调节库容约为８５亿ｍ，总装机
投产发电，将从根本上改变原来单库或少库的水力条件，标志着乌江流域水资源已从大力开发建设，步走逐向总体运用的阶段。在新的形势下，满足梯级各水在库承担的工程任务的基础上，充分发挥梯级水库群的调蓄和补偿能力，掘乌江梯级水库群的发电效益，挖是
第２２期
罗斌，：江梯级水库联合优化调度方案研究等乌
９
计阶段计算发电指标时或每个电站的开发业主或供电
范围不同时采用。
用于发电的水量由两部分组成。一部分是经过水库调
蓄的水量，产生的电能为蓄水电能，其由兴利库容决
迫切需要解决的问题。
马枢纽正在进行设计工作。梯级电站地理分布示
意见图１。
２梯级水库群联合调度模式
流域内有水力联系的水库群由于所属开发业主、供电范围和调度机构设置不同，级联合调度模式一梯
图１乌江梯级电站地理位置示意
收稿日期：００—０２１８—３０基金项目： “十一五 ”国家科技支撑计划项目（０８ＡＢ９０２０Ｂ２０）２０Ｂ２Ｂ９，０８ＡＢ９Ｂ８
作者简介：斌。，罗男高级工程师，主要从事水电规划、能、济和水库调度方面的工作。Ｅ—ｍｉｗｏｉ＠１３．ｏ水经ａｌｒｂ：ｃｎ６ａｅｍ
文献标志码：Ａ
中图法分类号：Ｔ９．２Ｖ６７１
１梯级水库概况
乌江是长江上游南岸最大的支流，流全长１３干７０
乌江干流的洪家渡、定、子渡、普引东风、风营、索
乌江渡、构皮滩、思林、沱等９个梯级开发业主均为沙贵州乌江水电开发有限责任公司（下简称乌江公以
进行了综合分析，出以梯级蓄能调度图为指导，以水库蓄供水控制线为约束的联合调度方式，给出了绘提辅并
制梯级蓄能调度图的方法和步骤。实例分析结果表明，方法不仅能合理控制水库蓄放水次序和蓄放水量，该且调度条件简单，运行灵活，有效增加梯级总发电效益，有较好的实际应用前景。可具关键词：库群联合调度；别系数；蓄放水方式；江梯级水库水判乌