黑河流域梯级水电站联合发电优化调度探究

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1、黑河流域梯级水电站联合发电优化调度探摘要黑河流域规划有八座梯级水电站，目前投产发电的电站已有七座。梯级水电站联合发电优化调度的研究对该流域梯级水电站的安全生产、经济运行有非常重要的作用。在充分考虑黑河流域各梯级水电站径流预报、水库水位和可投入运机组等条件下，提出了黑河流域梯级水电站短期优化调度模型，该模型使控制期内各梯级电站发电量最大，经济效益提高。通过该模型优化调度计算、分析，得出了用于指导黑河流域梯级电站经济运行的调度原则。关键词黑河；梯级水电站；优化调度中图分类号［TM622］文献标识码A文章编号1674-6708(

2、2013)100-0066-020引言黑河是我国西部地区较大的一条内陆河，发源于祁连山与大通山之间，流经青海、甘肃、内蒙三省(区)，全流域面积为6.9万多km2o黑河两岸山崖陡峻，岩石裸露，地形狭窄，水流湍急，峡谷长约95km,河道平均比降9.1%,干流年径流总量为15.96亿m3。整个流域规划了八座梯级电站，总装机容量为72.17万KW,年平均发电量25.37亿kW/h。目前已投产七座梯级水电站，由甘肃电投河西水电开发有限责任公司、甘肃黑河水电开发有限责任公司分别进行开发和运营。已投产的7座水电站基本情况见表lo1黑河流

3、域梯级水电站主要特性分析1.1各电站的一些基本特性黑河流域各梯级电站中西流水、宝瓶电站水库属于中型水库，具有日调节能力，其他电站的水库小，调节能力较弱。宝瓶、三道湾、西流水均为高水头、长引水隧洞式电站，水头均在百米以上，其他几级电站水头在17m〜56m之间，高水头电站机组发电单位耗水率较低。三个电站引水隧洞长度分别达到3.7km、9.3km、7.Okm,整个发电引水系统的水头损失随流量的增大明显增大，对这三级电站运行数据分析计算，其发电引水系统的水头损失约为3m〜15m。1.2宝瓶电站发电特点及其对下游各级电站发电的影响虽

4、然宝瓶电站的水库容量比西流水电站的小，但宝瓶电站目前处于黑河最上游位置，其发电下泄流量会被下游其他电站利用进行发电。通过对宝瓶电站的拦洪蓄尾、水库合理的调度，不仅为宝瓶电站增发了电量，还给下游各级电站带来可观的经济效益。通过计算，宝瓶电站水库每多蓄1II13水,其他各级电站用来发电，就可增发1度电，在汛期通过合理的水库调度，每次拦蓄上百万立方米的洪水是可以做到的。2黑河流域联合发电优化调度模型研究2.1研究的目的随着宝瓶电站的投产发电，黑河流域水电资源开发已基本结束，目前如何提高这七级电站的安全管理、经济效益是我们需要研究

5、的课题。根据近几年龙首、西流水电站联合调度及其他电站联合调度的运行数据和经验，联合优化调度比常规调度可增加3%〜7%的效益。梯级电站联合调度在不需要大量投资和改造的情况下，就可获得比常规调度更显著的经济效益。因此，开展梯级水电站的优化调度意义重大。梯级水电站发电优化调度研究主要是根据各级电站来水、各水库电站承担的任务以及电力系统的要求，有计划的对入库径流进行蓄泄，寻求在满足各条件下的梯级电站最优联合运行方案或优化调度规则，争取多发电量，获得更大的经济效益和管理效益。2.2研究的方法水电站发电优化调度按时间和空间划分，可分为

6、站内经济运行、短期优化运行和中长期优化运行三个项目。中长期发电优化调度主要研究较长时间（年、季、多年）电站的运行方式，适用于较大调节能力（年、季、多年）的水电站水库。站内经济运行研究适合单个水电站水库。根据黑河流域目前七级水电站的实际情况，本次研究这七座梯级水电站的短期优化调度。短期优化调度一般是指以1日或数日为调度期，以15min、30min或lh为时段的这样一类水库调度问题。短期发电优化调度是以入库径流为基础，以综合利用、电网要求为约束，以发电量或发电效益最大为目标，建立优化调度模型并求解，确定梯级各电站逐时段的最优运

7、行方式，并制定相应的发电计划。2.3研究的内容从径流资料、梯级电站间水流流达时间分析入手，根据水库的实际情况，确定具体的约束条件；建立优化调度模型,并寻求能兼顾计算时间与计算精度的求解方法，用于指导梯级水电站优化调度工作。1）研究计算不同级别流量下，水流从宝瓶、三道湾、二龙山、大孤山、小孤山、西流水、龙首电站水流逐级到达的时间；2）以预报入库径流为依据，以综合利用、电网要求等为约束，以发电量最大或发电效益最大为目标，建立优化调度模型并求解，寻找梯级电站最优运行方案，制定梯级各电站96点发电计划。2.4研究的路线（短期发电优

8、化调度研究（发电量最大（发电效益）模型））1）问题描述：根据短期径流预报、水库初始水位和水电站可投入运机组，在满足各种约束的条件下，求梯级各电站的出力过程，使控制期内发电量最大。2)目标函数式中：B为调度期内梯级总发电效益；为时段长；为电站的出力系数；、分别为第梯级水库时段平均出力、出库流量、发电水头；