阶梯水电站发电优化调度

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摘 要 阶梯水电站发电优化调度关系着整个电力系统的电力供应，关系着国计民生的大局。经过多年的实践发展，阶梯水电站优化调度工作取得了飞快的发展，并且建立了优化调度的数学模型，这种模型设计相当精确，并且贴近实际生活，可以为电力调度工作起到重要的指导作用，应用较为广泛。

关键词 梯级电站 发电 优化调度 条件

中图分类号：TM732 文献标识码：A

阶梯水电站联系着水力和电力两种能源，这就决定着它的运行方式比单个水电站要复杂的多，要灵活的多，同时，阶梯水电站的优化调度在规模和范围上都很大，又是呈现非线性的动态发展，对其有效调度设计就很难，想要建立较为完善的优化调度模型是具有相当难度的。长期以来，我国在计划经济体制下建立的水电优化调度模式已不能适应市场经济发展的需要，在新时期，对水电调度工作的要求更高了，因此，我们要不断努力，提高水电站的优化调度水平，为国家的发展做出更大的贡献。

一、阶梯水电站发电优化调度的研究方法

现在对阶梯水电站发电优化调度的研究方法主要有两种：一种是确定性，一种是随机性。这主要是根据阶梯水电站发电的实际情况展开的研究，确定的研究方案是以入流作为已知条件进行研究的，这种建模是较为简单的，同时，求解也很容易，但这种确定性研究在实践运行过程中却与实践差异较大，因为实践水量是变化的，通过确定方法研究及其模型是难以有效计算的；随机方法研究是将入流最为变量或者是随机序列来考察研究的，这种研究方法更能反映出水流的不确定性来，更符合实际情况，但在建模过程中确有一定的难度，同时进行模型处理实际问题使，通常会采用具有平均意义的数值来考虑，这种平均意义值也不具有完全有效的实际指导性。其实，在阶梯水电站发电优化调度过程中，无论是那种研究方法都不具备完全的实际指导意义，它们各有优缺点，在实践工作中，通常把二者结合起来考虑问题。

二、阶梯水电站优化调度研究的重要意义

我国的水力之源是很丰富的，更是绿色环保的，非常适合我国经济发展的需求，众所周知，煤炭、石油、等资源都是不可再生的，同时火力发电也会对环境也有很大的负面影响，而水电较之则有明显的优势，我国的经济发展迅速，工业发展也进入了快车道，对电力的需求更大了，在这个背景下，如何开发利用水利资源，如果用水发电满足我国工业发展对电力的能源需求就显得异常重要，我们要不断加大对水力发电的研究力度，充分发挥水利资源的潜在价值。

解题法典虽然较为复杂，存在着上下游电站之间的协调补偿有效促进的问题，但阶梯发电，特别是电站群的联合调度发电对于 电网的安全存在着促进作用，对于发电的稳定和优质运行也有着重要的推动作用，可以有效缓解我国电网出现的供需矛盾问题，促进供电的平稳发展，同时也可以解决负荷峰谷差问题，提高发电的效益，最重要的是，在使用阶梯发电站进行发电供应时，可以有效实现节约资源的目的，阶梯发电可以用最少的水资源，达到最大的发电量的目的，可以为电力企业减少运营成本，水供电企业的利益实现最大化，这对发电企业而言意义重大。近年来，人们的环保意识更为突出了，使用阶梯发电减少环境污染成为人们的共识，这对阶梯发电提出了个高的要求，阶梯水电站要不断优化电力调度，实现联合优化调度，提高电力的使用效率，以适应时代对电力企业的新要求。

三、阶梯水电站发电优化调度需要的条件

（一）阶梯水电站发电优化调度需要考虑水库的水能。

在大型水库中，水资源是很丰富的，有水体流动本身产生的动能，有水位落差而产生的势能和由于水位较深而产生压力能量，在阶梯水电站发电优化调度的设计过程中要充分考虑这些能力，通过各种手段，比如，压力引水管、发电机等将水能成功转化为电能，在这个过程中，需要用到大量的设备，同时需要遵循科学原理，进行有效计算才能实现电能的成功转化，这是有相当难度的，但由于这种动力资源是很丰厚的，阶梯水电站工作者要通过自己的努力，用合适有效的手段实现电能的转化，并实现发电的优化调动，为国家提供更多的电能。

（二）阶梯水电站发电优化调动需要建立有效地调度模型。

阶梯水电站的短期优化调度研究是具有诸多不确定性的，这些影响因素有：入库径流、天然来水量等，这些因素都是不确定的，同时，在市场经济下，电力市场也存在着不稳定因素，比如电价就不是恒定不变的，这对电力企业的整体利益会造成一定的影响，在这样的情况下，建立梯级水电站优化调度模型就显得很重要，在建模过程中，需要考虑目标函数、约束条件、随机变量等内容，把各种不确定因素考虑在内，并适时对调度模型进行有效调控，根据实际情况进行调度决策是很重要的内容。为保证阶梯水电站发电优化调度，有关人员要制定总体的可行性目标，做好建模工作才能保证供电企业的利益有效实现。

（三）阶梯水电站发电优化调度需要计算单位水体的发电量。

阶梯水电站通过水机电耦合系统可以将水库的水能成功转化为电能，水流通过压力引水管冲击水轮机，可以实行水能向机械能的转化，然后通过通过发电机可以将机械能成功转化为电能，在这个过程中，所发电量的大小与诸多因素有关，比如，来水水头的高低、压力管形状、水轮机效率等因此都会对发电量大小造成影响，因此，各个机组的单位发电量就存在较大的差异，阶梯水电站发电优化调度需要考虑单位水体发电量的大小，只有这样，才能保证调度计划的科学合理。

（四）阶梯水电站发电优化调度需要建立目标函数。

阶梯水电站发电的调度工作不仅与电有着重要的关联还与水存在着重要的联系，在调度过程中，上有水体对下游水体的水量影响是较大的，在考虑阶梯发电有效调度时，只重视发电量的最大化是不行的，在实际阶梯水电站的管理中，由于各个水电站都追求利益的最大化，他们之间不能有效协调，和谐发展，这就势必影响水电资源优化利用的程度与水平，如果要实现水电资源的优化调度，实现阶梯发电站之间的和谐发展，就不仅要考虑水电系统，还需要考虑火电系统，研究日负荷量，使水电站各时段的电价更为合理，就需要把水电系统，负荷和各时段的电价综合起来研究，建立目标函数，保证阶梯水电站发电优化调度的顺利实施。

（作者单位：大唐雅安电力开发有限公司）

参考文献：

[1]陈毕胜.梯级水电站长期优化调度的研究与应用[D]. 华中科技大学 2004.

[2]朱江.乌江中上游梯级水电站群水库优化调度方案的探讨[J]. 贵州水力发电. 2005（01）.