农村水电生态调度模型及仿真研究

以发电量最大为优化调度目标,同时按照生态调度要求设置最小下泄流量作为发电引用流量的约束条件,建立了农村水电生态调度模型.利用电站丰水年、平水年和枯水年的典型径流,采用文化进化算法求解数学模型,进行优化调度仿真,仿真结果说明,单一地追求发电量最大的数学模型有下游断流的危险,而在模型的约束条件中限制发电引用流量,能够满足生态调度要求.无论是枯水年、平水年还是丰水年,优化调度保证了水库均实现相似的水位曲线,且不存在弃水的现象.     

基于粒子群算法的梯级水电站水能优化计算

基于粒子群算法,考虑梯级水电站之间水能、水量、出力之间的约束和联系,以及影响梯级电站水能计算的发电效率、水头、发电流量等因素,对某梯级水电站水能进行了优化计算。结果表明:非统一调节单级优化时的发电量比设计年均发电量大35.62亿kW·h,统一调节梯级优化时的发电量比设计年均发电量大97.84亿kW·h;离开了上游调节能力强的水库调节,下游水电站的水能损失较大。     

乌东德12号机组进入核心主机安装阶段

1月11日,乌东德右岸电站12号机组转轮顺利运至乌东德右岸电站地下厂房,标志着该机组进入核心的主机安装阶段。乌东德水电站是我国“十三五”期间建设的标志性清洁能源工程项目,共安装12台85×10⁴kW水轮发电机组,总装机容量1020×10⁴kW,年均发电量389.1×10⁸kW·h,是国家“西电东送”的重要骨干电源点。自2020年6月29日首批机组投产发电以来,源源不断地将清洁电能输送至粤港澳大湾区等,为区域经济社会高质量发展提供了强大动能。中国水电八局承担乌东德水电站右岸6台机组的安装调试工程。     

基于分级预降回蓄法的两河口水库汛期发电调度方案研究

为增加两河口水库的发电量,通过对两河口水电站水情水调系统、工程概况、历年洪水资料、下游防洪现状和库区回水与移民情况综合分析拟定了根据水情水调系统预报的洪水流量确定汛期水库控制水位的分级预降回蓄水库汛期发电调度方案.采用优化调度方案后两河口水库多年平均发电量由110亿kW·h增加为114.2亿kW·h,兴利效益明显.     

基于改进调度图的跨流域水库群供水调度研究

为利用径流信息挖掘跨流域水库群的调度潜力,并保留简单直观性,提出一种改进型水库调度图。以重庆市巴南区下涧口、丰岩和南彭水库群为例,采用POA算法以模拟-优化的方式构建跨流域水库群的引水和供水联合调度模型。设置现状调度、常规调度图优化调度、改进调度图优化调度3种情景,评估水库群引、供水性能,并分析径流信息不确定性对调度性能的影响。结果表明：(1)在长系列调度中改进调度图表现最优,相比现状可使水库群年均供水量增加6.87%,弃水量减少87.58%;(2)在枯水年,该方法可在现状基础上减少486.3×10⁴ m³缺水,增加477.6×10⁴ m³发电用水;(3)考虑径流信息不确定性时,改进调度图的供水量较理想情况降低3.37%,但仍比常规优化多5.96%。研究结果有助于科学决策提升供水效果。     

隔河岩水库发电运行调度方式的研究

根据隔河岩水库特性和来水特点,确定水库发电调度原则,并研制了水库运行调度图;通过平水年、枯水年、丰水年的水库调节计算,提出了平水年、枯水年、丰水年的水库运行调度方式。     

考虑鱼类生态需水过程的漓江并联水库群生态调度

水库群联合运行带来巨大的经济和社会效益,同时也对河流生态造成诸多影响。为提升漓江流域水库群联合运行的发电、通航、生态保护和青狮潭水库蓄水综合效益,构建了考虑鱼类生态需水过程的并联水库群多目标调度模型,采用第三代非支配遗传算法（NSGA-Ⅲ）对模型优化求解。结果表明：（1）与常规调度相比,优化调度在保障发电工程效益的同时,实现了通航与生态效益的提升;（2）构建的并联水库群多目标生态调度模型,在枯、平、丰水年的生态流量满足率都维持在47%之上,尤其保障了鱼类越冬、产卵和繁殖期的生态需求;（3）实施漓江并联水库群联合生态调度,青狮潭水库在枯水年和丰水年蓄水量分别增加22.26×106 m3和24.55×106 m3,缓解了青狮潭水库供水压力。研究可为并联水库群多目标生态调度提供相关参考。     

板桥水库电站增效扩容改造及方案评价

以板桥水库为研究对象,采用模比系数差积曲线、状态转移概率等方法分析1974-2011年板桥水库的年内及年际径流特征。采用动态规划法,并以发电量最大为目标函数进行优化调度;采用基于层次分析的模糊综合评价法对拟定方案进行评价,确定板桥水库电站的增效扩容最优方案。结果表明:经增效扩容改造,板桥水库多年平均发电量增加为800.09×10~4k W·h,经济效益为62.23×10~4元/a,水资源利用率及发电效益均得到提升,为水电站增效扩容的改造设计提供理论依据。     

低水头大型水利枢纽汛期运行水位动态控制方法研究与应用——以长洲水利枢纽为例

水库汛期运行水位动态控制是促进雨洪资源利用、缓解水库防洪与兴利之间矛盾、提高水电站综合效益的重要手段。本文以长洲水利枢纽为例,针对低水头大型水利枢纽调度过程中面临库区上游淹没制约、下游尾水顶托、机组出力受限等多约束问题,构建了适用于此类工程的防洪与发电多目标联合优化调度模型,提出基于淹没临界控制线的调洪演算方法和发电流量逐次分配优化求解方法。通过长系列模拟演算和多方案对比分析发现,与常规方案相比,采用运行水位动态控制方案可以使枢纽汛期平均发电水头提升6.88%、平均发电量增加8.75%,经济效益显著。研究方法对低水头大型水利枢纽防洪与发电联合优化调度具有借鉴意义。     

下游蓄水对水电站发电影响分析及优化调度策略

随着梯级电站的开发建设，回水顶托对上游电站发电效益的影响愈发显著，分析回水顶托作用下电站发电规律并进行优化调度策略研究对提高梯级电站发电效益具有重要意义。通过回水计算和径流调节模型，对比分析了井冈山水库蓄水前后万安电厂尾水位和发电指标变化规律，并提出了相应的调度运行策略。结果表明：井冈山水库蓄水对万安电厂尾水位有明显顶托影响，多年平均发电量减少0.99亿kW·h;发电水头影响程度随着入库流量的增大而逐渐降低，最大影响发电水头3.91 m;万安水库供水期(11月至次年2月)采用高水位运行方式，可明显提高万安电厂发电效益。研究成果可为类似受影响电站优化调度提供参考借鉴。     

兼顾下游生态流量的溪洛渡-向家坝梯级水库蓄水期联合优化调度研究

金沙江下游为珍稀特有鱼类国家级自然保护区,鱼类自然繁殖生长需要适宜的生态流量。为探究金沙江下游已建成的溪洛渡-向家坝梯级水库蓄水期的适宜生态流量改变度与梯级水库发电量间的关系,采用RVA法量化下游河道适宜生态流量,建立以调度期内发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的梯级水库群多目标优化调度模型,并用NSGA-Ⅱ算法(非支配排序遗传算法)对模型进行求解。以典型丰水年、平水年、枯水年溪洛渡的入库流量进行优化调度计算,结果表明:在满足约束条件下,丰水年发电量最大增加0.7%,而对应的适宜生态流量改变度增大20.82%;而以生态为目标时,可通过发电量损耗0.48%来减少28.06%的适宜生态流量改变度。平水年发电量较常规调度相比最大可增加1.28%,此时适宜生态流量改变度增大13.87%;而以生态为目标时,适宜生态流量改变度减小22.53%,但发电量损耗0.62%。枯水年发电量较常规调度相比最大可增加1.89%,此时适宜生态流量改变度增大4.96%,而以生态为目标时,适宜生态流量改变度减少13.7%,但发电量损耗0.35%。研究成果可为金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级水库生态调度方案的制订提供参考。     

提高小浪底电站发电效益分析

小浪底电站在充分发挥小浪底水利枢纽社会效益的前提下,取得了一定的经济效益,自2004年以来年发电量均突破50×108kW·h。从近几年实际运行经验分析,如果能更科学严谨地做好水库调度工作,年发电量还有一定的提升空间。以2013年小浪底电站的发电效益为例进行分析,可通过汛限水位动态控制、洪水资源化利用、减少发电弃水、抬高发电水头、机组保持在高效率区运行、发挥西霞院水库反调节作用六大优化调度措施,增加小浪底电站的发电量,从而提高小浪底电站的发电效益。     

乌弄龙、里底水电站工程建设 乌弄龙水电站简介

澜沧江乌弄龙水电站位于云南省迪庆州维西县巴迪乡境内,是澜沧江上游古水至苗尾河段规划7个梯级中的第2级电站,上下游分别为古水和里底电站,上距德钦县城约90km,下距里底电站河道距离19km。工程规模属二等大(2)型,枢纽主要建筑物为2级。电站以发电为主,正常蓄水位1906m,总库容2.84×10⁸m³,为日调节水库。电站装机容量990MW(4×247.5MW),多年平均发电量44.51×10⁸kW·h。坝顶高程1909.5m,最大坝高130.5m,坝顶长度247.1m。工程枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身3孔泄洪表孔、坝身2孔泄洪底孔及右岸引水发电系统等建筑物组成。     

黄河梯级水库群多过程协同调度模型与方法

黄河水少沙多,河道内外用水矛盾突出,梯级水库群调度下供水、输沙、发电、生态等用水过程之间存在复杂的竞争与协作关系,协同调度是提升综合效益的重要途径。本文采用多尺度嵌套和多过程耦合方法,建立了融合供水、输沙、发电、生态等过程的黄河梯级水库群协同调度模型,研究以综合满意度为引导的优化求解方法,选取代表径流系列,提出多过程协同调度方案。结果表明,通过优化黄河梯级水库群蓄泄秩序和下泄过程,协调多用水过程的关系,能显著提高水库调度的综合效益：通过优化河段取水过程,实现了供水时空均衡,流域缺水率控制在11.6%～18.8%;优化水库拦沙-河道输沙过程,减少水库淤积0.65亿t,增加河道输沙1.16亿t,下游河道年均冲刷0.26亿t;优化梯级水库群发电下泄过程,增加发电量64.25亿kW·h;优化断面流量过程,增加非汛期生态水量4.88亿m³。本研究可为梯级水库多目标调度与流域综合管理提供方向性参考。     

水库生态调度模型及其应用

为了减轻水利工程对河流生态系统造成的不利影响,针对汉江中下游的主要生态问题,结合不同时期生态因子和水文观测资料,分析计算了汉江的最小生态流量、适宜生态流量以及四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲过程。通过建立丹江口水库生态调度模型,选取典型代表年,对丹江口水库进行河流生态需水量和人造洪水调度。计算结果表明,丰水年和平水年能满足最小和适宜生态流量的需求,典型枯水年能满足最小生态流量,特枯年份无法满足适宜生态流量过程。分析了生态调度对水库发电效益产生的影响,丰水年影响甚微,平水年和枯水年的影响逐渐加大。通过水库的人造洪水调度可以满足四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲环境。实施水库的生态调度有益于人水和谐的可持续发展。     

渠道引水式水电站机组自动发电系统试验

1概况 安城水电站是浙江省安吉县赋石水库下游梯级开发的电站,电站引水渠道长25．3km,发电时差8h。电站于1994年5月建成并网发电,安装2台单机1000kW虹吸式立轴水轮发电机组,机组流量4．5m^3／s,水头27m,年运行小时6500h,年均发电量800万kW·h。     

三河口水库多目标调度规律研究

针对引汉济渭工程运行初期三河口水库研究不足,开展三河口水库多目标调度规律的研究。考虑工程调水、发电和生态需水等要求,建立水库多目标优化调度模型,采用NSGA--Ⅱ求解模型。从调度指标、调度目标、影响因素和调水潜力等方面分析计算结果,揭示了多目标转化规律,量化了起调水位对发电量的影响,验证了优化模型计算结果的合理性和优越性。研究表明:1)小幅降低发电量可显著增加调水量;2)三河口水库在丰水年、平水年能够满足规划值,但枯水年不能满足;3)起调水位对发电量影响显著;4)典型年最大调水8.75亿m~3;最小调水3.75亿m~3。研究成果对水库运行、提高水资源利用效率和工程效益提供了重要参考。     

东武仕水电站绿色小水电的创建

正1概述河北省邯郸市东武仕水电站是东武仕水库水利枢纽工程的一个组成部分,属坝后式电站,距磁县县城约7 km。电站建于1972年,1975年投产发电,装机容量2×3 200 k W,设计水头30 m,设计发电流量25.2 m3/s,多年年平均发电量1 000万k W·h。2015年电站增效扩容工程完成后,3 a平均发电量达到了1 369 k W·h,平均增效达到了37%。     

三峡梯级水库群联合优化调度增发电量分析

以溪洛渡、向家坝、三峡与葛洲坝四库梯级为背景,将年来水分成丰水年组、平水年组和枯水年组,以分组期望发电量最大为目标,建立了梯级水库群联合优化调度模型,结合各库约束条件开展了模拟计算,得到不同典型年下梯级水库联合优化调度较单库优化调度增发电量值及水库优化运行方式。结果表明:开展四库联合优化调度均能不同程度的增发电量,且存在来水越大增发电量越大的趋势,龙头水库溪洛渡通过降低自身效益,增加放水量,可使下游三库有不同程度的增发,从而使梯级总发电效益增加。     

耦合引航道二维水流模型的向家坝水电站运行模式研究

向家坝水电站以发电为主,但其运行受引航道通航安全水流流态的限制。根据华东电网典型日负荷统计特性,考虑到机组运行特性以及水位小时变幅与日变幅条件的要求,按照实际水流条件拟定5种向家坝水电站日发电调节流量。采用二维水动力模型揭示电站在不同发电流量运行时下游引航道口门区的流态,使用MIKE21对模型求解,从航道的横向流速、纵向流速、水位变幅以及回流情况等指标选择出两种可行的调度工况。最后,通过比较两种工况的日发电量,选择出最适合向家坝水电站的调度模式。按此模式调度,向家坝水电站的平均出力为2 914 MW,日发电量为7 285×10⁴ kW·h。