关于水电站水库优化调度的论述分析

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[摘要]水电站水库的优化调度就是利用最优化的方法对水库的入流过程以及综合利用要求制定出水电站水库的优化调度方式，从而实现良好的效益，充分发挥水电站以及水库的设备作用及功能，使其能够得到高效合理的利用。水电站的系统以及电网系统管理中，水电站水库的优化调度是十分重要的组成部分，调度的效果将直接影响到水利工程以及设备的作用发挥，对于电网的安全可靠运行具有积极地促进作用。本文就水电站水库优化调度进行分析和研究。

[关键词]水电站；水库；优化调度

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。

一、水电站水库优化调度的影响因素

水电站水库的优化调度会受到机组振动、冲击输电线路和站内电气设备、水泵性能差异以及水锤和负压导致引水钢管安全隐患、正常停机情况下水力振动与关阀水锤等因素的影响[1]。

机组振动：将水泵安装在梁板上，泵壳是在外面的，且比较自由，在运行时，会出现振动，进而使梁板也出现振动。如果停泵，水力的冲击也逐渐加大，水泵的振动会更加严重，对泵组的运行产生影响，造成泵组出现移位的现象，会出现一定的安全隐患。冲击输电线路和站内电气设备：日常工作中机组的开以及停的比较频繁的负荷变化会对电网以及站内电气设备的安全造成严重的影响。水泵性能差异：水泵运行时，相应的参数会存在一定的差异，当水库的水位比较低时，水泵的运行流量比较小，叶片上会出现失速、回流、空化等现象，造成水力的噪声比较大，压力出现高频的脉动，使水泵的振动增加，当水库的水位比较高时，水泵的运行流量比较大，叶片的正面会出现脱硫和空化的现象[2]。水锤和负压导致引水钢管安全隐患：机组的开、停工作会使得水锤、负压的产生，发生事故时，会对引水钢管的安全产生影响。正常停机情况下水力振动与关阀水锤：机组停下时，转轮的出口位置会出现比较大的振动现象，阀门调整到小的开度是，振动会更加剧烈。

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[3]，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。

结束语

水电站水库优化调度已经在水库群的优化调度中得到了广泛的应用，随着当前科学技术的快速发展，水电站水库优化调度的方法逐渐增加多，水电站的系统以及电网系统管理中，水电站水库的优化调度是十分重要的组成部分，调度的效果将直接影响到水利工程以及设备的作用发挥，因此应做好水电站水库的优化调度工作。

参考文献

[1]刘铁宏.水电站水库优化调度研究现状与发展趋势[J].吉林水利，2010.3（10）：34-35.

[2]席秋义，李成家，畅建霞.水电站水库优化调度几种求解方法的比较研究[J].陕西电力，2010.7（4）：74-75.

[3]赵佰顺.班组电量考核制度下桥巩水电站水库优化调度研究[J].科技视界，2014.26（16）：267-268.

作者简介

吴耀鹏（1987-），男，浙江杭州人，学历：本科，工作单位：浙江浙能水电管理有限公司，水库调度。