金沙江下游梯级水库蓄水期发电优化调度研究

大型水库蓄水期的水位控制是流域梯级甚至是整个水电系统调度的关键问题之一,汛末能否蓄满关系到电站消落期的发电效益与电网的安全、稳定、经济运行。以金沙江下游的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库4库梯级系统为研究对象,以梯级发电量最大为目标,构建蓄水期联合优化调度模型。将采用还现计算得到的乌东德水库1961～2020年的60 a来水作为模型输入,通过基于混合整数二次约束规划(MIQCP)的求解算法,得到长系列不同来水组合下的优化调度方案。结果表明：金沙江下游梯级水库调度初期的余留库容与乌东德水库来水的量级及分布是梯级水库能否蓄满的主要因素;金沙江下游4库从上游至下游,开始拦蓄的时间依次延后,总体呈现乌东德、白鹤滩水库先蓄,溪洛渡、向家坝水库后蓄的规律;金沙江下游梯级水库泄洪集中在来水较大的8月下旬至9月下旬,主要由溪洛渡、向家坝水库梯级进行泄洪。     

溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库联合蓄水方案与多目标决策研究

为协调好梯级水库联合蓄水调度过程中防洪、发电、蓄水和航运等目标之间的矛盾,实现各水库蓄水时机与蓄水进程的协同优化,以溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库为例,推求了可权衡防洪与兴利之间矛盾的梯级水库联合蓄水方案,主要研究内容主要包括以下3个部分:(1)风险分析,推求了汛末各分期内坝前最高安全水位约束和联合蓄水方案的防洪风险;(2)兴利效益分析,分析了联合蓄水方案的发电和蓄水等兴利效益;(3)多目标决策,评价了联合蓄水方案的防洪风险、发电和蓄水效益,得出了最优非劣质蓄水方案。研究结果表明:溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库的较优联合蓄水方案,分别为9月5日起蓄的同步起蓄方案和9月1日-9月5日-9月10日起蓄的异步起蓄方案,较原设计蓄水方案,年均发电量可分别增加23.76和20.43亿k W·h,增幅分别为3.25%和2.78%;蓄水率可由96.73%分别提高至97.51%和97.57%,两者均可在不降低原防洪标准的前提下,提高梯级水库的综合效益,前者的发电效益较优,而后者的蓄水效益较优。     

考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究——以溪洛渡-向家坝水库为例

针对溪洛渡-向家坝梯级水电站在汛末期发电兴利、汛末蓄水、无效弃水、下游生态需水等多方面存在的水资源利用矛盾,开展了考虑生态流量需求的汛末蓄水调度研究。首先借助于逐月最小生态径流法,计算了两库水电站蓄水期下游的最小生态流量过程,进而提出了基于调度图的改进提前蓄水方案,并引入了生态流量满足度结合其他兴利指标对蓄水方案进行了评价。研究结果表明：考虑到生态流量需求的改进提前蓄水方案,在提高梯级汛末蓄满率、增大发电效益以及减少弃水量的同时,两座水电站的运行出力、下泄流量过程更加平稳,生态流量满足度也得到了明显提高。研究成果可为溪洛渡-向家坝梯级调度运行、提高蓄水兴利与生态效益提供科学的指导依据。     

2021年金沙江下游梯级水库蓄水实践研究

受雅砻江、金沙江中游梯级水库调蓄和新建水库影响,金沙江下游梯级水库蓄水期间来水和防洪库容释放形势均发生改变。为探究新形势下金沙江下游梯级水库来水特性变化,确保梯级水库完成年度蓄水任务,充分发挥梯级水库综合效益,以2021年金沙江下游梯级水库蓄水实践为基础,对两河口水库、白鹤滩水库建成后金沙江下游梯级的来水情况及蓄水策略进行分析。结果表明：金沙江下游梯级水库分时段蓄水策略不满足新形势下防洪安全及综合效益发挥的要求。提出了蓄水期间整体调度梯级水库、均匀释放防洪库容等措施。研究成果可为后期调度提供参考。     

溪洛渡-向家坝梯级水库调度实时响应系统开发研究

为了给水电站实时调度决策提供快速、科学智能化的技术支撑,对溪洛渡-向家坝梯级水库实时调度工作以及已有的水库调度自动化系统开展了大量分析、总结、梳理,特别设计了“出力+闸门”的两库联合计算控制模式,并据此设计了相应的基础算法、修正算法以及对应数学公式。此外,整理并确定了数据库来源数据、提取方式与频率、数据库表及读取内容等,且在此基础上设计所需的二次应用。结果表明：在溪洛渡、向家坝梯级水库联合调度的实时分析计算中,该研究具有梯级水库短期运行情况的实时预测、实时调度方案快速制定、多方案对比、历史计算校核、仿真计算等功能。研究成果可有效辅助水库调度人员动态掌握水库实时状态和分析未来运行趋势,且便于进行仿真分析、多方案对比分析。     

某梯级水库多目标生态调度方案的研究

某梯级水库位于新疆伊犁,上游水库工程属大（1）型Ⅰ等工程,具有高坝大库的特点,下游水库工程属大（2）型Ⅱ等工程。与国内外的情况类似,该梯级水库工程在兴利除害的同时也不可避免地影响生态环境。如何在实现灌溉、防洪、发电、供水等社会经济多种目标的前提下兼顾河流生态系统需求,减小工程运行对生态的影响,是当前水库、梯级水库运行调度普遍需要解决的问题。     

三峡及金沙江下游梯级水库群蓄水期联合调度策略

针对三峡及金沙江下游梯级水库群汛后竞争性蓄水矛盾,以溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝梯级四库系统为研究对象,采用不同来水年型、蓄水时间和起调水位构建蓄水情景集;以蓄水期期望发电量最大为目标,建立蓄水期多目标联合随机优化调度模型,生成各蓄水情景下的最优蓄水方案;基于蓄满率、梯级期望弃水量、梯级平均期望出力对各方案进行评价,推荐丰水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月10日起蓄,平水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月1日起蓄,枯水年溪洛渡、向家坝9月1日起蓄、三峡8月21日起蓄。     

金沙江下游梯级与三峡梯级枢纽联合蓄放水调度研究

针对流域干支流梯级水库群汛末竞争性蓄水这一工程问题,以金沙江四库和三峡梯级枢纽为研究对象,在保证防洪安全的前提下,将流域水库群蓄水原则与K值判别式法相结合,提出一种新的蓄放水策略来判定流域梯级各水库的蓄水时机及次序,通过对典型年不同频率的来水进行调洪演算模拟,得到各水库不同频率的蓄水控制线,进而绘制蓄水调度图;在此基础上,建立基于蓄水调度图的蓄水优化调度模型,并采用仿电磁学全局优化算法对模型进行求解.优化结果表明,在不减少流域梯级水库群汛末蓄水效益的前提下,与流域库群原规划方案相比,运用本文方法制定出的梯级水库群蓄水优化调度方案在不增加流域防洪风险的同时,可提高梯级水库群蓄水期蓄满度,减少弃水量,并增加发电等兴利效益.     

基于多源数据融合的金沙江下游-三峡梯级水库调度系统设计与应用

为研究金沙江下游-三峡梯级水库在多源数据融合下的运行情况,依托三峡集团公司多源气象、水文、电力等主题数据开展分析,按照梯级调度综合效益实现流程,创新提出"气流-水流-电流"的增值描述模式,实现了气象、水文、电力等主题数据融合。在此基础上,采用数据融合信息组(DFIG)相关理论对水库调度系统进行设计并应用于日常业务中。应用实践表明,该技术方法消除了不同主题数据、不同来源数据之间的壁垒,通过专业模型提供满足日常调度的优化方案,确保梯级枢纽安全、稳定、高效运行。此外,基于多源数据融合的设计降低了数据使用成本,满足金沙江下游-三峡梯级水库调度日益增长的数据要求,全面提升了三峡集团公司梯级水库运行管理水平。     

糯扎渡水电站蓄水期梯级水库联合优化运行

糯扎渡水电站蓄水涉及多重复杂因素,是一个名副其实的系统工程,仅从水量合理分配及梯级水库群优化运行的技术角度出发,针对如何提高蓄水保证率和梯级发电量等问题进行了论述,提出了一些意见和建议,为糯扎渡水电站蓄水规划设计、水库实际运行调度以及梯级水库群联合优化运行等方面提供了一种思路。     

金沙江下游梯级水库配合三峡水库联合防洪调度效果分析

为分析金沙江下游梯级水库配合三峡水库的联合防洪调度效果,运用2种补偿调度方式对长江中下游防洪的情况进行研究.分别选取1954年和1998年为典型洪水年,对不同频率下的设计洪水进行联合防洪调度演算.结果表明:金沙江梯级配合三峡水库联合防洪不仅能保障长江上游干流川江河段及荆江河段的防洪安全,而且能进一步提高三峡水库的防洪能力.与对荆江河段防洪的补偿调度方式相比,兼顾城陵矶地区的防洪补偿调度方式能进一步减少城陵矶地区的分洪量,在有金沙江梯级配合三峡水库运用时能较大程度地保证荆江河段行洪安全.     

考虑不同生态需求层次的水电站水库生态调度研究

随着水生态地位的日益突出,当前水库调度应当统筹考虑社会经济与生态效益,在保证水量高效利用的前提下,满足河流生态要求,其核心是量化河流生态需求,并将其作为生态要素目标纳入水库调度模型中.为此,研究采用ME-Tennant法的生态需水过程评价模型,确定电站下游河流的最小和适宜生态需水过程;在此基础上以生态缺水量最小为生态目...     

梯级水库联合优化调度模型及其应用

为充分挖掘梯级水库间的水文补偿和库容补偿潜力,获取更高的综合利用效益,提出应用判别系数与水库蓄供水控制线相结合的方法,并结合免疫粒子群算法,以梯级电站发电量最大为目标,对水库蓄供水控制线进行优化。以乌江梯级水库为例,对其蓄供水方式进行了研究。联合调度结果表明,优化后的水库蓄供水控制线不仅可以合理控制水库蓄放水次序和蓄放水量,达到合理控制水库群运行方式的目的,而且在实际调度中具有良好的可操作性和抗风险性。     

梯级水库联合优化调度模型及其应用

为充分挖掘梯级水库间的水文补偿和库容补偿潜力,获取更高的综合利用效益,提出应用判别系数与水库蓄供水控制线相结合的方法,并结合免疫粒子群算法,以梯级电站发电量最大为目标,对水库蓄供水控制线进行优化。以乌江梯级水库为例,对其蓄供水方式进行了研究。联合调度结果表明,优化后的水库蓄供水控制线不仅可以合理控制水库蓄放水次序和蓄放水量,达到合理控制水库群运行方式的目的,而且在实际调度中具有良好的可操作性和抗风险性。     

金沙江中游梯级水电站联合优化调度实践

分析了金沙江中游区域梯级水电站联合调度的特殊性及复杂性,从电调的角度介绍了金中集控中心自成立以来对受控梯级水电站联合调度的具体实施,总结了梯级水电站联合优化调度的措施,并分析了梯级水电站联合优化调度的综合效益,发现优化调度成效明显。     

清江水布垭和隔河岩梯级水库防洪库容互补关系研究

采用同频率组成法和最可能组成法推求隔河岩水库的洪水地区组成,基于不降低设计防洪标准的原则推求了水布垭和隔河岩梯级水库防洪库容互补关系。结果表明,采用同频率组成和最可能组成方法,推求隔河岩水库设计洪水地区组成合理可行;当清江流域发生20~200年一遇洪水时,水布垭-隔河岩水库防洪库容具有近似线性互补关系,折算系数均值为0.63,其他重现期洪水的折算系数为1;不同典型年和设计频率对防洪库容折算系数的影响较小;在确保预留总防洪库容不少于10亿m³前提下,实现隔河岩水库汛期运行水位动态控制,与原设计各预留5亿m³方案相比,清江梯级电站年均汛期可增发电量9100万kW·h(+5.1%)。     

金沙江下游梯级水库汛期分期及汛限水位合理性研究

汛期分期以及分期汛限水位的合理确定,能够较好地协调水库防洪效益与发电效益之间的矛盾,对充分发挥水库的防洪、发电能力,以及提高汛期洪水资源利用率具有重要意义。基于改进的模糊集分析方法并依据金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4个梯级水库入库洪水对其汛期进行分期,通过隶属度与防洪库容的映射关系确定梯级水库分期汛限水位,提出利用跨期选样法对分期结果及汛限水位进行修正。研究结果表明:金沙江下游梯级水库前汛期为6月1日—7月14日,主汛期为7月15日—9月16日,后汛期为9月17日—10月24日,4个梯级水库合理汛限水位分别为962,800,575,374 m。通过不同典型洪水放大的洪水过程检验了分期汛限水位的合理性。研究得到的金沙江下游梯级分期结果及各库分期汛限水位,均能够在满足防洪安全的前提下提高水库发电等经济效益,在一定程度上提高了汛期洪水资源的利用率。     

贵州乌江干流梯级电站联合生态调度可行性研究

乌江是我国第1条实施"流域、梯级、滚动、综合"开发的大型河流,本文在阐明贵州乌江干流目前出现的生态环境问题的基础上,分析了实施贵州乌江干流梯级电站联合生态调度的可行性;针对乌江干流现有主要生态环境问题以及生态环境的特点,提出了贵州乌江干流梯级电站联合生态调度的主要内容及具体研究思路,为贵州乌江干流梯级电站联合生态调度下...     

黄河上游梯级水库防凌优化调度方案研究

针对黄河上游凌汛期龙羊峡水库出库流量调度问题,在分析上游梯级水库防凌调度原则及调度运行方式的基础上,考虑青海电网电量平衡的需求,建立了黄河上游梯级水库防凌优化调度模型,并提出了改进的微粒群算法用于求解该模型。结果表明:凌汛期在保证龙羊峡水库出库总水量不变的情况下,通过调整龙羊峡水库在各时段的出库水量,既满足了青海电网电量平衡的要求,优化了青海电网电量结构,同时也增加了刘家峡水库防凌库容;通过优化调度,增加了凌汛期梯级水电站的可发电量,提高了梯级电站效益。     

金沙江下游梯级水库淤积及其对三峡水库影响研究

2012年以来,金沙江下游向家坝水电站、溪洛渡水电站相继蓄水运用,拦截了金沙江下游泥沙。为了解梯级水库泥沙淤积情况及其拦沙作用对下游三峡水库的影响,基于大量水沙、固定断面观测资料,采用输沙法和地形法,计算分析了向家坝水电站、溪洛渡水电站2库自运用以来的库区泥沙淤积量及分布特征,研究了梯级水库拦沙作用对三峡水库的影响。结果表明:向家坝、溪洛渡库区泥沙淤积量较小,金沙江下游梯级拦沙使得三峡入库沙量及库尾重点河段淤积强度均减小。研究成果对梯级水库运行、三峡水库运行及调度方式优化具有十分重要的意义。