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四种常用,水库优化调度方式

发布于:2024-08-08 10:15:08 来自:水利工程/水利工程资料库

来源:草根水利

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作者:更多精彩水利?

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各发电企业基本上都是追求自身利润的最大化,那么水库发电优化调度理所当然追求的单个电站或电站群发电量的最大或发电收入的最大。由于中、长期优化调度受来水不确定性影响而带来的风险,只能作为决策参考,难以具体指导发电优化运行实践。

从水库调度实践情况来看,较易开展水电站发电优化调度的方法可归结为四种方法:一是加强短期水文预报,合理安排水库短期发电运行计划;二是丰水期提高水量利用水平;三是优化机组运行、抬高水头,降低发电耗水率;四是节约用水、尽量减少不必要的电量损失。


加强短期水文预报,合理安排水库短期发电运行计划

由于短期(周、日)预报信息准确性的提高,包括气象预报、洪水预报以及负荷预测等,在考虑一定的调度风险的情况下,可以运用适当的优化方法合理安排水库短期发电运行计划,当然优化调度或解决办法最终回归实用原则,即最优不一定实用、先进不代表可靠,满意即可。实施关键是如何加强短期水文预报,由于一般水电站不具备各种预报的专业队伍,往往委托相关单位进行定制性预报,如与气象台合作,进行气象预报,与水文部门合作,进行径流预报等。


丰水期提高水量利用水平  

1.重复利用库容

在汛期抓住时机进行大发满发,利用洪水间隙期消落部分库容,可潜在减少下一场洪水入库后的弃水量或勿需弃水;另外,密切监视库区流域的天气和水情,在洪水入库前进行预报并通过加大发电流量进行预泄,从而增加水量利用率。

2.进行动态汛限水位研究和控制

有防洪任务的水库水电站,一般受防洪限制水位的限制,库水位较正常高水位有所降低,以预留一定的防洪库容。动态汛限水位的控制有两个方面的内容,一是流域洪水分期的特点,对汛限水位进行动态分期,二是根据流域水情预测信息,动态调整控制水位。需要说明的是,在进行动态汛限水位控制前,必须进行相关研究,进行充分论证,通过各种工程和非工程防洪措施在不降低工程本身和上下游防护对象的防洪标准情况下,取得上级水行政主管部门的同意后方可实施。

3.抓住时机,拦蓄汛末洪尾

一般汛期汛限水位控制时段规定得比较死,而每年汛期实际结束时间不尽相同,如何在汛期结束前及时将库水位蓄至正常高水位,关系到整个供水期的水能利用水平,特别是调节性能较好的水电站水库,因此,及时拦蓄汛末洪尾非常重要。


优化机组运行、提高水头,降低发电耗水率


1.开展厂内经济运行、尽量减少机组空载损耗

水电站厂内经济运行是指在总负荷给定条件下其厂内工作机组最优台数、组合及启停次序和确定,机组间负荷的最优分配等。

2. 及时排漂清污,减少水头损失

发电机组在引用水时在流道存在或多或少的水头损失,不可避免,但如果在进水口由于漂浮物的聚积,会增加水头损失。

3. 开展尾水清渣工作,提高运行水头

有的水电站,由于历史或工程泄洪的关系,下游河道有堆渣情况,造成发电尾水的雍高,长期影响发电水头,故需要进行清渣工作,提高运行水头。


节约用水、尽量减少不必要的电量损失


1.减少汛期弃水调峰电量损失

由于水电站所在电网的限制,在汛期弃水期仍承担着调峰任务,必然产生调峰电量损失,如何减少这种电量损失,方法较多,如争取电量外送邻近电网,提高电站调峰容量等。

2.降低弃水期间机组出力受阻程度

在水电站弃水期间,由于下游发电尾水位的抬高,水头达不到额定的的设计水头,发电机组难以按铭牌出力,出力受阻。如何降低这种受阻程度,主要是尽量抬高负荷高峰期间的水头,采用的方法主要是优化泄水方案,如在厂内负荷较轻时,加大下泄流量,腾出部分库容,当厂内负荷较高时,减小下泄流量,降低发电尾水位,增大发电水头,腾出部分库容可以蓄纳多余的洪水。

3. 加强水库及枢纽工程管理,减少水库水量损失

每个水电站或多或少地存在着漏水情况,如挡水闸门漏水、机组导叶漏水等,因此,应加强水库及枢纽工程管理,减少水库水量损失。


水库优化调度实践中存在的困难


1.中长期水文预报的准确性不高,中长期优化调度难以开展

根据河川径流的变化具有连续性、随机性、不重复性、周期性和地区性等特点,传统的中长期径流预报方法一般可归纳为两大类物理成因分析法和数理统计方法。近年来,随着数学科学的不断发展,新的数学分支不断涌现,它们在水文预报领域得到了广泛的应用,为水文中长期预报增添了新的方法和途径,主要包括模糊数学方法、人工神经网络、灰色系统理论、多层递阶方法、混沌理论、小波分析和支持向量机方法等。正因为中长期水文预报的方法很多,也进一步印证了其预报方法的不成熟,精度较差,从而编制的中、长期发电运行方式计划的可信度较低,只能用于决策参考。

2.水库发电优化调度与企业经营目标的阶段性的矛盾

由于水电站发电生产是水力发电企业经营的基本形式,由于企业的财务核算是以年度为单位的,其经营指标是以年度或月度进行考核的,为了达到或超过既定的经营目标,难免与发电优化调度连续性相背。譬如年末,为完成年度发电任务,水电厂可能会过多地消耗库存蓄水量,造成库水位过早下降,从而影响来年年初的发电运行。

3.水电站与所处电网环境的不匹配

  理论上,不同调节性能的水电站全年发电运行,根据来水的季节性处于电网不同的运行位置,但有一个共性就是,当水库来水较丰,出现或将要出现弃水时,水电站一般按预想出力运行,处于电力负荷的基荷位置,以尽可能地利用水能资源,节约燃煤。而实际情况是,有的水电站由于电网调峰的需要、电网电源点安全的需要、线路送出的限制等原因,不能以最大出力运行,增加了无益弃水和电量损失,无法实现经济运行。


来源:学海作洲


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