水电厂水库调度管理工作优化措施探讨

水电厂水库调度管理工作优化措施探讨

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（国家电投集团贵州金元威宁能源股份有限公司象鼻岭水电站贵州省毕节市553107）

摘要：一般来说，以发电为主的大中型水电厂都有防洪与兴利的任务，是综合利用水资源的主要部门，故应在保证大坝安全的前提下，尽量保持较高的水头，减少弃水，按保证出力满足电力系统需要。这就要求水库管理人员在水利枢纽规划设计的基础上，根据水库的水文、气象特性，实际情况及当年的径流预报资料和系统要求，编制出完整的水库调度方案，选择合理的水库运用方式，以达到经济效益最大化之目的。

关键词：水电厂；水库调度；管理工作；优化措施

一、水电厂水库调度

一个水库可以有许多不同的利用方式，因而会带来不同的效益，特别是综合利用的水库，防洪与兴利的矛盾尤为突出，各兴利部门在用水上也存在很大的矛盾。要处理好这些矛盾，提高水库的综合效益，就要有科学的利用方法，即水库调度的方法。根据水库调度工作特点，一般可分为洪水调度和电力调度，它们各自的任务如下：洪水调度的基本任务是在确保工程安全的前提下，对调洪水兴利的库容进行合理安排，充分发挥水库的综合效益：根据天气预报，合理安排洪前发电预腾库容；优化洪水调度，根据洪水预报提出预泄方案，避免出现最大出库流量超过最大入库洪峰流量。电力调度的任务则是利用水库的蓄水调节能力，重新分配河流的天然来水或上游电站的发电用水和闸门弃水，使之更符合电力系统的用水要求：

（1）合理安排有调节能力的水电站发电，避免有调节性能的水库水位长期在降低出力区运行；

（2）水电站水库调度运行中，除特殊情况外，最低运行水位不得低于死水位，多年调节水库在蓄水正常的情况下，年供水期末库水位应控制不低于年消落水位；

（3）若各大水库较长时间来水少，库存电量无法满足发电平衡，甚至失去水电顶峰发电或事故备用的能力，需及时提出控制水电发电预警。

二、水电站水库优化调度的特性

1、一般的优化调度方法

一般的水电站水库优化调度方法是国际上广泛应用的方法，是利用历史上的水文统计资料，选择比较典型的来水作为代表年，然后进行水能的调节计算，利用包络线绘制的水库调度图对水电站的运行进行指导。这种优化调度方法比较简单，能够将水库运行的相关因素直接明确的进行处理，但是这种调度方法的灵活性不够，存在比较大的盲目性，并没有得到理想的效果。

2、新编的优化调度图

新编的水库优化调度图是利用现代化的控制论、系统工程以及决策理论等，在数学规划论基础上的动态规划、随机规划法，进行优秀的计算，从而编制出的水库优化调度图。这种调度图能够实现三维坐标的调度线，使水电站水库的调度决策的灵活性更好，也更加实用。这种新编的优化调度图综合考虑了水电站各种来水以及水位的情况，并利用计算机对各种方案进行选择从而决定的，这种新编的优化调度图中有效解决了一般优化调度法中存在的缺点，经济效益要更高。

3、水电站水库优化调度的计算方法

动态规划理论的求解方法对于水库的运行的优化是比较是适合的，动态规划理论就是将一步多维转变为多步一维进行计算，按照阶段、状态以及策略对调节周期进行划分，保证状态的最优转移。要根据水电站水库的水位，以及时段径流的条件、水库的来水情况等，依据新编水库调度图以及优化的运行方式进行水电站的发电出力，使调度更加到位，更加充分的对水库的潜力进行挖掘，促进水电站水库的安全、可靠运行，促进经济效益的实现。

三、水电站水库优化调度的分布状况

1、单一的水电站水库优化调度

单一的水电站水库优化调度是利用优化理论进行编制的，对全年各时段的运行方式进行明确，并以此对库群进行优化调度。优化准则的目标是以水电站的电能价值最大或一年内发电量最多。将两个相邻时段的径流作为依赖关系，利用马尔科夫链对入库的径流进行分析，利用随机的模型进行规划求解，以年为周期，以旬、月作为计算的时段，根据相关的文件明确水库的水位、流量以及发电情况，利用动态规划的方法进行调节计算，根据具体的实际情况对水库的变量进行等级划分，根据相关的部门的规定确定决策的变量，保证水电站水库调度的优化进行。

2、梯级水电站群优化调度

梯级水电站的优化调度运行方式是在满足电力系统的总负荷的前提，在其他条件的约束下进行的。需要对各级梯级水电站的水头、流量进行密切联系，对上下级电站区间的径流情况进行计入，并且对两个相邻梯级电站之间的水头衔接情况，下一级对上一级电站水头变化的影响进行细致的分析，优化准则的目标是以水电站的电能价值最大或一年内发电量最多。利用好各种水文以及天气预报，将性能好、库容量大的水电站作为补偿水库，并作为优化计算的目标，并将同一电网、河流以及梯级水电站作为纯水电系统，利用合并水头或者将目标简化进行处理，利用随机、增量、多目标的动态规划方法对利用径流时间、空间关系所建立的调度数学模型进行求解，从而计算出各时段梯级电站的优化运行形式。梯级水电站群优化调度是在库群联调的基础上进行，发电量会得到增加。

3、跨流域水库群联合优化调度

对水电站群在全年各时段的运行情况进行明确，明确各水电站间的水力与电力联系，补偿调节库容和电力主要是利用各水库调节性能的差异以及水文的不同步性进行，实现库群最大效益的发挥。优化目标是以电站群体多年运行的总效益最大化，实现电网对水电站群的经济以及可靠运行。使电力系统中的日负荷图上的电力、电量达到平衡，使电站的工作容量得到充分利用。可以利用随机优化多维时空相关理论和余留效益统计迭代模型与算法对水库中个数比较多的大规模的库群进行调度优化。绘制多个水电站群的优化调度图，实现发电效益的实现

四、水库调度管理存在的问题

水库调度管理存在的问题可以客观和主观两方面来分析：①客观原因方面：在水库调度过程中由于水库调度管理部门往往过度注重水库的安全及其可靠的运行调度，而对于水库调度经济性重视程度相对较低，这在一定程度上降低了水库调度管理部门对水库优化调度的积极性。②主观原因方面：从现阶段来看，相关部门决策者未能深入了解优化调度理论和计算机技术，导致在水库调度过程中对决策者不能很好的调控和把握优水库化调度方案。同时，大多数决策者可能对数学模型的抽象结果有各种不满之处，以及程序灵活性缺失，导致决策者在主观意识上对采用新方案的兴趣大大降低，继而是水库调度管理工作难以落实到各个环节。

五、结语

对水电站水库进行优化调度有助于促进水电站以及电力系统的管理水平的实现，不需要外力作用的加入就可以获得一定的经济利益，挖掘水电站的潜力的方式中，水库优化调度是十分有效地。水库优化调度其实是在常见的系统工程调度中实现的，能够处理好各个用水部门之间的关系，促进水资源的高效合理利用，实现良好的经济效益，因此加强水电站水库的优化调度是十分必要的。

参考文献：

[1]黄益芬.水电站水库优化调度研究[J].水力发电，2012（05）.

[2]熊华康编.水库调度技术问答[M].中国电力出版社，2014.

[3]谢伟魏，李保健，王森，张文洁，范连志.我国水库调度管理存在的问题及对策[J].水电能源科学，2012（09）.