Exploitation scale of hydropower based on instream flow requirements: A case from southwest China

The maximum exploitation scale and rate of hydropower is the important scientific issue to which the researchers and policy-makers always pay close attention. In this paper, on basis of various assurance levels for instream flow and in accordance with the internal relation between installed capacity of the hydropower and discharge (flow), the calculation method for the maximum exploitation scale and rate of hydropower is discussed and the empirical test was conducted by southwest China case, the results show that: (1) The calculation of exploitation scale and rate of hydropower according to instream flow as well as the equilibrium point between installed capacity of the hydropower and discharge is a effective attempt and new approach. (2) In southwest China, at the same assurance level for instream flow, the hydropower exploitation scale and rate significantly vary in major rivers. Generally, the exploitation scale is large for the river with large theoretical potentials while small for the river with small theoretical potentials; as for the exploitation rate, basically the rule is opposite. (3) The river with the maximum hydropower exploitation rate is high generally lies in the industrialized, urbanized, and densely populated regions where the sensitivity of river ecosystem is relatively low; the river with low hydropower exploitation rate generally lies in eco-sensitive areas which has a high requirement on assurance level for instream flow. (4) The maximum, moderate and excellent exploitation rates of hydropower are 16%, 12% and 8% (based on theoretical potentials); 22%, 17% and 11% (based on technologically exploitable hydropower potentials); and 34%, 25% and 17% (based on economically exploitable hydropower potentials) respectively in southwest China.     

四川省鸭嘴河梯级水电规划开发格局探讨

主要论述在确定鸭嘴河梯级水电开发格局中,如何利用河流形态及资源分布特点,通过控制性水库设置位置,梯级开发方式与衔接,近期与远期,资源利用与补偿效益,水库淹没及移民安置,工程技术难度等方面对梯级开发方案的影响评价分析,为具有设置多年调节性能的“龙头”水库河流梯级规划与适应电力市场发展提供有益的思考方法。     

浅议西南地区水电建设的健康发展

提出加快水电建设应以流域综合规划为依据，全面贯彻水资源综合利用的原则，合理有序地发展水电建设；从勘测、规划、设计、建设管理各阶段处理好水电建设与水库淹没及生态环境保护的关系；同时要尽快修订长江流域综合规划，完善相关经济政策，制定有关法规，支撑水电建设的健康发展。     

大型流域水能高效开发与利用关键技术研究与实践

为了高效利用水能资源,实现绿色和谐发展,流域水电开发相应的规划、建设、调度和技改等成套技术难题亟待解决,依托我国第五大水电基地——大渡河流域的瀑布沟、大岗山、猴子岩、龚嘴、双江口等项目,基于新发展理念,通过系统研究和实践,提出了流域水电和谐开发新理念,创新了水电工程多种坝型筑坝技术,探索出流域统一调度和老旧电站可持续发展的新思路,以及从规划、建设到调度、技改的大型流域水能高效开发与利用成套关键技术。将该成果应用于大渡河梯级水电工程建设和电站运行,取得了显著的经济效益和社会效益。     

Preliminary study on the exploitation plan of the mega hydropower base in the lower reaches of Congo River

There have been few studies on the hydropower exploitation plan for sections beyond the Inga hydropower project (HPP) in the lower reaches of the Congo River. Based on topographic and hydrological data of the basin, the exploitation plan for the lower reaches of the Congo River is herein studied. The preliminary proposal involves exploitation using three- cascade hydropower stations. The Grand Inga HPP is the core of the mega hydropower base. The full supply level (FSL) of the reservoir, installed capacity, and regulation performance of the Grand Inga HPP are studied in detail. The main advantages and disadvantages of the high and low dam schemes of the Grand Inga Hydropower Project are compared, in addition to their effects on the overall development of the hydropower base. Moreover, the installed capacity is optimized based on the load characteristics. Based on simulation of cascade hydropower operation and comprehensive analysis, the project scale and implementation sequence is proposed. The influence of hydropower on socio-economic development, energy supply, and emission reduction is analyzed. Finally, the optimal exploitation scheme of the mega hydropower base for the lower reaches of the Congo River is proposed.     

大渡河梯级水电开发方式科学优化浅析

在大渡河干流水电规划调整的基础上,为进一步合理利用水力资源、减少淹没损失、降低开发难度,研究了水电梯级开发方式,确定了大渡河金川至丹巴河段采用安宁+巴底+丹巴三级开发,深溪沟(以下)至沙坪河段采用枕头坝一级+枕头坝二级+沙坪一级+沙坪二级四级开发的方案,使得原规划的巴底、丹巴、枕头坝、沙坪梯级的经济指标有所降低、投资增加,但使原本认为开发难度极大、实施非常困难的梯级极大增加了可行性;在开发方式研究过程中,秉承了合理开发利用的理念,不单纯追求经济效益,尽量避免或减少对环境的不利影响、减少移民搬迁,以便更为科学合理地利用水力资源。     

老挝南欧江五级水电站截流规划设计研究

为了实现老挝南欧江五级水电站顺利截流,结合南欧江五级水电站现场地形条件、水文、交通等因素,基于其施工导流采用分期导流的方式,分别从截流时段安排、截流标准、控制流量、截流方式、戗堤位置选择、龙口分区与控制、截流抛投材料、施工设备安排等方面进行了全面的截流规划设计,为实现老挝南欧江五级水电站顺利截流提供了技术保证。     

论我国水利水电战略性工程

从全局出发,对黄河、长江两大流域的开发和治理提出了战略性工程命题,认为这些战略性工程对我国水利水电规划及经济可持续发展具有重要意义,应列入计划,重点支持,适时建设。     

含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站优化调度

为提高梯级水电站调度运行效益、优化水库水位变化过程、减少弃水,考虑湖北省某流域梯级水电站规划新增混合抽水蓄能电站,将抽水蓄能机组作为水电站发电备用机组或利用其抽水工况实现梯级水电站年发电量的最大化。针对不同来水频率下服从皮尔逊Ⅲ型分布的天然入库,提出逐步优化算法(POA)与水位廊道耦合方法,求解含混合抽水蓄能的梯级水电站调度模型,能有效保证在多约束条件下构建发电量最大的中长期调度规则。算例结果表明,新增混合抽水蓄能电站后不仅可增加本级水电站发电量,还可提高抽水发电转换效率、减少弃水,为梯级水电站规划新增抽水蓄能电站提供参考。     

怒江水电梯级开发的生态环境累积效应

阐述了流域水电梯级开发对生态环境产生的累积效应及其时空表现特征,分析了怒江干流中下游13个梯级电站对怒江的水文径流、水质、水温、泥沙、鱼类和局地气候等方面产生的累积效应.结果表明,怒江流域梯级开发将改变原有河流的生态系统,对流域的生态环境产生重大影响,应以流域的生态环境可承受程度作为临界阈值以控制怒江的生态环境累积效应.     

Gis-based procedures for hydropower potential spotting

The increasing demand for energy, especially from renewable and sustainable sources, spurs the development of small hydropower plants and encourages investment in new survey studies. Preliminary hydropower survey studies usually carry huge uncertainties about the technical, economic and environmental feasibility of the undeveloped potential. This paper presents a methodology for large-scale survey of hydropower potential sites to be applied in the inception phase of hydroelectric development planning. The sequence of procedures to identify hydropower sites is based on remote sensing and regional streamflow data and was automated within a GIS-based computational program: Hydrospot. The program allows spotting more potential sites along the drainage network than it would be possible in a traditional survey study, providing different types of dam-powerhouse layouts and two types (operating modes) of projects: run-of-the-river and storage projects. Preliminary results from its applications in a hydropower-developed basin in Brazil have shown Hydrospot’s limitations and potentialities in giving support to the mid-to-long-term planning of the electricity sector.     

乌伦古河断流原因分析及对策

乌伦古河断流不仅导致乌伦古湖水位下降及湖盆萎缩,而且严重影响到乌伦古河流域畜牧业、工农业的发展,亦恶化了流域生态系统。对此,在分析乌伦古河断流演变历史基础上,指出气候变化、径流补给特点、人类活动(包括土地利用方式、用水方式、水利工程及其运行方式)等是乌伦古河断流的根本原因,据此提出了合理利用水土资源、出山口兴建1座多年调节水库、加强流域水资源统筹调度管理、加强流域生态建设和保护等措施,就可满足乌伦古河流域工农业、畜牧业及生态系统的用水需要,这对干旱半干旱地区水资源管理、生态系统维护有一定的借鉴作用。     

采煤沉陷区水系与集水区变化预测分析

煤炭开采导致地表沉陷,形成局部洼地,进而改变流经水系的结构及其汇水范围,对此进行预测非常必要,为此将现状年(2010年)的地形与规划年(2030年)的预测沉陷值进行叠加,形成规划年的预测地形,基于此地形利用ArcSWAT提取规划年的水系和集水区,并通过与现状年的水系和集水区进行对比,分析地表沉陷动态发展条件下沉陷区洼地对天然湖泊、水系和洼地集水区变化的影响。结果表明,地表大幅沉陷会造成河道逆流和断流、不同水系连通、集水区兼并等重大水文、地理格局变动。     

拟建水库对干旱区巴音河傍河地下水水源地的影响分析

傍河开采地下水是内陆干旱区重要的水资源利用方式之一。由于河流与傍河水源地具有密切的水力联系,因此河流流量的变化将影响傍河水源地的安全开采。以青海省德令哈市拟建蓄集峡水库为例,采用Visual MODFLOW软件建立并验证了研究区的地下水流数值模型,分析了建库前后水库蓄水对下游傍河水源地地下水位的影响及不同开采情况下的傍河水源地地下水水位变化。结果表明,平水年,水库蓄水使工业水源地和生活水源地地下水位降低,且主要集中在7~10月;枯水年,水库蓄水对下游工业水源地和生活水源地地下水位的影响较小。随着水源地开采量的增加,工业水源地和生活水源地地下水位均出现了不同程度的降低。     

乌溪江梯级水库洪水预报精度提高的方法

为提高乌溪江梯级水库洪水预报精度,对洪水预报精度的影响因素进行了分析,找出了提高洪水预报精度的方法,即增加自动测报雨量测站点数量、对流域小水电的开发情况进行详细调查并对有调蓄能力的小水电安装压力式水位计进行实时水情自动监测。经过2011、2012年的大洪水预报检验,雨量测站的增设更能反映流域降水实况,小水电的实际出流过程可对洪水初期的扣损进行调整、对中期进行流量修正,预报取得了良好的效果。     

油溪河梯级开发优化模型

本文以湖南新化油溪河梯级开发优化方案选择为背景,着眼于中小河流水能资源开发利用有关问题(河流梯级开发方案,水电站参数与规模,水电站兴建程序,水电站水库群联合调度等)建立数学模型,并研究出算法软件,结合油溪河流域资料,算出了结果。该模型对一般中小型河流优化开发具有实用值价。     

不同资本主体梯级水电参与日前市场的出清方法

当不同资本主体梯级水电站参与日前市场时,由于梯级水电中下游电站受限于径流变化和水库调节能力的特征,无法明确自身的可发电量,面临中标电量与实发电量不匹配的问题,导致出现"弃水"或"欠发"。为此,提出了梯级水电站上下游电站单独化市场竞标的三类出清方法,即二次出清、下游电站可发电量全额收购及电量转移三类方法。算例仿真结果表明,这三种方法均有利于优化出清模型,保证流域水电站水电与水资源的正常管理,减少"弃水"和"欠发",为不同资本主体梯级水电站的市场化运营奠定基础。     

关于水能计算中K值的探讨

水能计算广泛应用于流域规划、水电站设计、水电运行、优化调度、节水增发电考核等多种领域和工作中。但目前所采用的水能计算方法存在一定的不准确性。通过分析计算,指出了该方法的缺陷,并提出了改进的思路和方法。     

基于超短期来水预报的大规模水电站群发电计划调整策略

针对日前计划负荷和来水预测不确定性带来的水电站群超短期调度中水位难以达到预控目标的问题,提出了基于超短期来水预报的大规模水电站群发电计划调整策略。利用超短期负荷预测信息和径流预测信息,以调度期末理想水位偏差为指标对电站进行排序,生成电站集合,实时调整日前发电计划,滚动生成超短期发电计划。以我国云南澜沧江、金沙江、大盈江和李仙江干流上的22座水电站为例验证该方法的正确性,实例结果表明,该方法可充分利用超短期预报成果,实时调整发电计划,最小化调度偏差,满足超短期调度的时效性、实用性、经济性的要求,可为类似工程提供参考。     

澜沧江流域水电开发及其特点

介绍了中国西南地区云南省澜沧江流域水电开发格局及特点,从澜沧江流域水电开发重视龙头水库与下游水电站的"梯级滚动开发"模式得到启示,并对我国水电开发进行了探讨,以期对促进我国流域水电开发事业产生深远的影响。