水电站水库优化调度方法的探讨

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1、水电站水库优化调度方法的探讨摘要：水电站水库库容小，要有使径流水发挥最髙效益,就应该优化水电站水库调度。本文主要分析了水电站水库调度的影响因素，并探讨了水库优化调度方法及其特性，并概述了水库优化调度方法和特点。关键词：水电站；水库；优化；调度中图分类号：P343文献标识码：A水电站水库优化调度方法来管理水库水位发电调度，能在符合电力系统要求的前提下，最大限度的使用水量和水头，以便增加更多的发电量，争取获得最大的经济效益。以水电站发电量最大化为目标，在协调好电网、防汛管理部门与水电站水库之间各方面关系的基础上，充分发挥水库调节性能

2、，提高发电效益。一、影响水电站水库调度的因素（一）机组振动在梁板上安装水泵，泵壳是裸露的，比较自由。泵组在运行时，会振动最终导致梁板振动，尤其是停泵时水力冲击会加大，更会增加水泵的振动，直接影响泵组的稳定运行，甚至导致泵组位移，存在安全运行隐患。（二）水锤和负压导致引水钢管安全隐患机组在开停时会出现水锤和负压，尤其是事故停机时，会出现很大的负压，直接影响引水钢管安全。在水库水位较低时，两台以上机组并联运行发生事故停机时，部分负压值比规范要求髙。（三）冲击输电线路和站内电气设备每天的机组开停，频繁的负荷变化会严重冲击电网与站内电气

3、设备，影响电气设备的安全。（四）水泵性能的差异水泵在运行时，运行参数会有差异。当水库水位较低时,泵运行流量很小，叶片上会出现回流、失速、脱流和空化现象，引起水力噪声大、出现高频压力脉动，增加水泵振动。当水库水位较高时，泵运行时流量很大，叶片正面产生脱流,易引起空化现象。（五）正常停机情况下水力振动与关阀水锤停机时，转轮出口出现较大振动，特别是当阀门关闭到小开度时，会出现剧烈振动。正常停机时出现水锤会冲击转轮部件和管壁。二、水库优化调度方法及其特性（一）一般的水库调度方法当前，国际上一直使用普通的水库调度方法，是建立在水能学径流调

4、配调节理论基础上的时历法，换言之，就是使用历史水文统计资料，选择典型来水过程为代表年进行水能调节计算，取其包络线绘制的水库调度图来指导水电站运行。这种调度法虽然简单清晰，保证率概念明确，处理水库运行中各类相关因素亦较直观明了，但是调度模式的基础理论不够优化，且使用规则没有考虑面临时段的径流预报，不够灵活，盲目性较大，使用效果不理想。（二）新编水库优化调度图通过使用现代控制论、运筹学、决策理论和系统工程等优化理论，在数学规划论基础上发展的动态规划或随机动态规划法，在择优计算后编制出了水库优化调度图，调度图由二维坐标调度线扩展为三维

5、坐标（时间、库水位、入库流量）的调度曲面，使得水库调度决策更加实用和灵活；优化调度方案编制时考虑了水电站各种来水与水位的组合，通过计算机对各种决策判别组合方案并进行优选，最终得出新编优化调度图，避免了一般调度法的缺点，具有较高的经济效益。（三）水库优化调度计算方法动态规划理论将一步多维化成多步一维来求解，把调节周期按时序划分为阶段、状态、策略，并按最优策略实现状态的转移，很适合水库优化运行方式的模拟；策略寻优迭代数学概念清晰，理论基础严谨。按新编水库调度图和优化运行方式来安排水电站的发电出力不仅只依据当时的库水位，还考虑了面临时

6、段径流的条件概率分布特点以及水库来水预报，使调度决策更贴近实际，并适应电力系统运行对水电站的电力、电量平衡需求，加上调度措施有力，就一定能挖掘水库潜力，获取最大的效益期望值；同时可提高运行的可靠性和安全性，改善水电生产和电网运行的能量指标。三、水库优化调度方法及其特点（一）单一水电站水库优化调度运用优化理论编制单库优化调度方案，确定全年各时段优化运行方式，并作为库群联调优化的基础。优化准则通常取调节周期（年）内发电量最多或以追求水电站发电电能价值最大为目标；把径流相邻两个时段当作依赖关系的随机过程，即用简单马尔科夫链描述入库径流

7、并做相关分析；对随机模型采用马尔科夫决策规划求解；以年为调节周期，以旬或月为调度计算时段；按设计或有关文件确定库水位、流量和发电出力等边界约束条件；运用动态规划法进行逆时序逐时段的调节计算；水库状态变量（水位、流量）的级数划分依具体情况而定；决策变量选择根据调度部门的要求确定，如可选取平均出力、时段末水位或发电耗水量等任意一、两项；用“偏离最优损失”判别式来检查方案的优劣；引入“效益、惩罚”方式来满足供电保证率可靠性要求。（二）跨流域水库群联合优化调度确定网内水电站群在全年各时段的优化运行策略。要统一考虑各个水电站水库间的水力与

8、电力联系；运用各水库调节性能差异和水文不同步性来补偿调节库容和电力，以便最大程度的发挥库群的总体效益；以电站群体多年运行的总效益最大为优化目标；必须满足电网对水电站群的运行经济性与可靠性要求；进行电力系统日负荷图上的电力电量平衡，以确保充分利用每个电站的工作容量