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水电站水库调度

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所属类别:水电站运行管理

基本信息

中文名称:水电站水库调度
外文名称:

在确保大坝等主要水工建筑物的安全和满足规定的综合利用要求的原则下,合理利用水资源,发挥水电站水库的发电、防洪、灌溉、航运、供水等综合效益,执行水库调度计划,合理调配水量的技术措施。

有调节水库的水电站,水库拦蓄汛期洪水,补充枯水期流量,通过水库调节,使河川径流实现流量再分配。

水电站水库调节分短期调节(日调节和周调节,参见日或周调节水电站)和长期调节(季调节、年调节和多年调节,参见多年调节水电站、年调节水电站、季调节水电站)。短期调节水库调节能力低,调节周期短。日调节水库在一日内水位从最低水位蓄至最高水位,又从最高水位降落至最低水位,如此循环往复。周调节即水库水位在一周内循环往复。长期调节水库库容大,调节能力强,蓄丰补枯,天然径流在季度、年度、多年之间再分配。

长期调节和短期调节水库,均要编制年、月、日水库调度方案,进行来水量、蓄水量、供水量平衡计算,提出发电计划,规定水库各级水位(供水期末水位、汛期前水位、汛期末水位、年末水位)控制范围。日调节、周调节水库规定最高、最低水库水位。兼有综合利用用水和防洪要求的,计划中要充分考虑上述各项任务。

多年调节水库在蓄水至正常蓄水位后,正常年份水库运行水位一般控制不低于年消落水位,遇设计保证率枯水年时,可动用多年库容;遇枯水段可降低至死水位。年调节水库一般在汛期末蓄水至正常蓄水位,供水期末降至死水位。水库从汛前低水位蓄水至正常蓄水位,再由正常蓄水位供水至死水位(或年消落水位),划分为汛期调度和枯水期调度。

汛期调度

汛期是确保水库、大坝安全运行的重要时段,也是水电站多发电、水库多蓄水的好时机。汛期调度内容是控制水位,调节洪水,合理蓄水。有防洪任务的水库,当水库水位超过防洪限制水位时,按洪水调度方案调洪泄水。没有防洪任务的水库,水库水位超过正常蓄水位时,打开泄洪闸门泄洪。泄洪流量,原则上不超过入库洪峰流量。当入库洪峰已过,出现最高库水位时,在不影响上下游防洪安全条件下,尽快泄洪腾库,以备下次洪水到来前使水库水位回落至防洪限制水位(或正常蓄水位)。但这种调度方式,汛期末对有防洪任务的水库有时会影响蓄水。已建立水情测报系统的水库,结合洪水预报,调度效果较好。

汛期水量丰沛,水电站要尽量减少弃水,多用水多发电。电力系统调度中心尽量压低火电发电量,由水电担负基荷,一日24h全出力运行。还可结合水文预报,于洪水入库前,加大水电站出力发电,降低水库水位,腾出库容,拦蓄洪水,增加发电量。

多泥沙河流上的水库,汛期要减少水库泥沙淤积和对水轮机的磨损,采取调水调沙相结合的调度方式,如利用异重流排沙、蓄清排浑、泄空集中冲沙、底孔排沙等。

枯水期调度

汛末水库蓄水至最高水位后,河川天然流量逐渐减少,水库开始供水至枯水期结束,水库水位消落至死水位这个总时段的水量(发电量)调度。枯水期发电量由水库蓄水电量和河川天然径流电量组成。调度的目的是获得最大的发电量,充分调节电力系统尖峰负荷,水电站正常连续发电。枯水期调度要统筹安排,避免前紧后松,注意经济用水,节约用水。调度中面临时段发电量(平均出力),由许多不确定因素决定,如预测后期入库水量,水位高低(蓄水量预测)、发电负荷预测等。放水量决策对后期水电站发电影响很大。因此,精心调度,节约用水很重要。为保证枯水期水库正常运行,水库调度大都采用调度图作为指导,参考来水情况和电力电量平衡,灵活调度。根据水库运行设计的某些原则规定和实际调度经验,每年年初编制年调度方案,大体确定按水文年周期考虑的各主要时期控制目标(水位、平均出力),以短期、中期安排为主的调度计划,同时参考调度图和预报短期入库流量,进行实时调度。

水库调度图应用比较多的是时历法调度图(也称统计法调度图),见图。时历法调度是水库在正常蓄水位和死水位范围内,保证水电站正常连续发电以保证出力(保证电量)为出发点。比如运行期某年7月1日,该水库水位为Z1,则说明7月1日以前来水较丰,按调度图指示,时间t1(本例为7月1日)、水位Z1的交汇点a在B区(加大出力区),故应加大保证出力以取得更多电量;反之,如7月1日该水库水位为Z2,则时间t1、水位Z2交汇点b在D区,说明7月1日以前来水较枯,根据调度图指示应降低保证出力(保证电量),同时要控制因水电站减少出力对系统的影响。加大出力或降低出力都要慎重考虑分析,并与中心调度加强联系,若配合中期、短期预报,则更为有利。

水电站水库调度图

优化调度是运用优化理论和方法所得到的水库长期运行策略,是指导水库长期控制运用的一种比较科学的方法。它是根据系统具体情况,预报径流和面临时段水库状态(水位、流量)来决定水库放水量(平均出力)的。在任何时段内水库的发电运行与已往的调度过程无关,以过去这个结果为初始条件的新的最优决策,均使当前与未来的发电效益之和为最大。优化调度已有许多研究成果,但使用还是有比较强的局限性。

从调度看,如果预报径流准确度高,则时历法调度和优化调度均能取得较为理想的效果。

水电站(群)联合调度

参加电力系统运行的许多水电站,调度中统一考虑其水文、库容补偿,以充分发挥水电站(群)的整体效益。

水电站(群)分为有水力联系的梯级水电站(串联式水电站)和无水力联系的位于不同河流上的水电站(并联式水电站)。梯级水电站的特点是各水电站间的水头、流量有密切联系。水电站(群)在同一电力系统中运行,彼此有电力联系。水电站(群)包括径流式水电站,短期调节水库水电站,长期调节水库水电站。具体在某个系统中由哪些水电站组成,则没有固定的组合形式。但不管何种组合,水电站(群)中都存在丰水期、枯水期出现时间的不同步和水库调节期长短的差别。联合调度就是利用这些不同步和差别,取长补短,进行水量、电力、电量的补偿来提高水电的经济效益。如某一水电站出现丰水时多发电,没有丰水的水电站少发电多蓄水;当水电站总发电量逐渐减少时,多蓄水的水电站多发电来提高水电站(群)的发电量。联合调度最大的优点是改善了电力系统水电出力在季节上的不均匀性,多利用天然径流量,增加水电发电能力,对系统是有利的。

水电站(群)的联合调度,主要是长短期相结合和水电站间电力电量补偿,关键是利用各种预报手段,抓住各水电站多水时机多发电。联合调度由电力系统中心调度负责调度。在水电调度自动化基础上,这项工作已有较好的进展。

有综合利用用水要求的水电站和水电站群,要妥善处理水电站与其他用水之间的用水矛盾。遇到特殊干旱年,必要时要求水电站作出让步,优先供给城市用水和下游农业用水。

  
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