本發(fā)明涉及梯級水庫群優(yōu)化調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種梯級水庫群實時優(yōu)化調(diào)度及效益評價方法。

背景技術(shù)：

梯級水庫以往的單庫優(yōu)化調(diào)度可以實現(xiàn)一個水庫或幾個水庫的自身效益，但難以體現(xiàn)梯級之間的調(diào)節(jié)補償，無法實現(xiàn)整個梯級效益的最大化。在汛期上游水庫通過攔蓄錯峰等手段可為下游水庫帶來效益，但上游水庫同時存在著棄水風(fēng)險，錯峰調(diào)度積極性不高。傳統(tǒng)調(diào)度方法對上游水庫不公，不利于實現(xiàn)梯級水電站群聯(lián)合錯峰調(diào)度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種梯級水庫群實時優(yōu)化調(diào)度及效益評價方法，在汛期，上游水庫預(yù)泄騰庫、錯峰削峰、攔蓄洪尾，下游水庫增發(fā)電量補償上游水庫，并評價水庫群的年度績效，實現(xiàn)梯級水庫少棄水，提高了梯級水庫的發(fā)電效益。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種梯級水庫群實時優(yōu)化調(diào)度及效益評價方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟s1，當(dāng)來水的入庫流量小于梯級水庫群中上下游水庫的滿發(fā)流量時，各水庫按照來水量發(fā)電，若預(yù)測有多余水量，則各水庫提前加大出力至滿發(fā)；

步驟s2，當(dāng)預(yù)報有洪水時，提前加大各水庫的出力發(fā)電，上游水庫滿負(fù)荷運行降低水庫水位至死水位閾值以騰空庫容；當(dāng)洪水發(fā)生時，上游水庫關(guān)機，上游水庫在保證下游水庫滿發(fā)的前提下為下游水庫攔蓄洪水，將下游水庫增發(fā)電量補償給上游水庫；

步驟s3，若上游水庫電站水位上升至超過正常高水位，且預(yù)報后期n日內(nèi)有大降雨，則上游水庫開機運行同時開閘溢洪，將下游水庫增發(fā)電量補償給上游水庫；

步驟s4，待水位削落后，上游水庫電站開機，下游水庫電站滿發(fā)；

步驟s5，以上游水庫棄水電量和下游水庫增發(fā)電量評價梯級水庫群的年度績效。

進(jìn)一步的，高水位閾值是指水庫水位與正常高水位之間的落差不超過3m范圍。

進(jìn)一步的，死水位閾值是指水庫水位與死水位之間的落差不超過4m范圍。

進(jìn)一步的，上游水庫為不完全年調(diào)度水庫。

進(jìn)一步的，增發(fā)電量是指按本次有效攔蓄水量折算出來的發(fā)電量。

進(jìn)一步的，棄水電量是指將上游水庫的棄水折算成電量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明汛前保持了較高水位運行，增大了水頭，減小了水耗；汛期積極關(guān)注天氣變化情況，發(fā)揮龍頭電站作用，在汛期，上游水庫預(yù)泄騰庫、錯峰削峰、攔蓄洪尾，下游水庫增發(fā)電量補償上游水庫，并評價水庫群的年度績效，實現(xiàn)梯級水庫少棄水，提高了梯級水庫的發(fā)電效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

梯級水庫群包括分別位于上、下游的水庫，上下游水庫之間存在著密切的水文水力聯(lián)系，具有顯著的庫容補償與水文補償作用。如何尋找各水庫之間的水力電力聯(lián)系，充分挖掘各水庫之間的補償潛能，明確各情況下的水庫優(yōu)化調(diào)度措施，是梯級水庫調(diào)度的現(xiàn)實需求。

本發(fā)明的一種梯級水庫群實時優(yōu)化調(diào)度及效益評價方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟s1，當(dāng)來水的入庫流量小于梯級水庫群中上下游水庫的滿發(fā)流量時，各水庫按照來水量發(fā)電，若預(yù)測有多余水量，則各水庫提前加大出力至滿發(fā)；

步驟s2，當(dāng)預(yù)報有洪水時，提前加大各水庫的出力發(fā)電，上游水庫滿負(fù)荷運行降低水庫水位至死水位閾值以騰空庫容；當(dāng)洪水發(fā)生時，上游水庫關(guān)機，上游水庫在保證下游水庫滿發(fā)的前提下為下游水庫攔蓄洪水，將下游水庫增發(fā)電量補償給上游水庫；

步驟s3，若上游水庫電站水位上升至超過正常高水位，且預(yù)報后期n日內(nèi)有大降雨，則上游水庫開機運行同時開閘溢洪，將下游水庫增發(fā)電量補償給上游水庫；

步驟s4，待水位削落后，上游水庫電站開機，下游水庫電站滿發(fā)；

步驟s5，以上游水庫棄水電量和下游水庫增發(fā)電量評價梯級水庫群的年度績效。

這里的高水位閾值是指水庫水位與正常高水位之間的落差不超過某一閾值，本發(fā)明中此閾值取值為3m。如，某一水庫的正常高水位為1145m，則如果主汛期該水庫水位達(dá)到1142m及以上時為正常高水位閾值，如果該水庫水位大于1145m，則為超過正常高水位。

死水位閾值是指水庫水位與死水位之間的落差不超過某一閾值，本發(fā)明中此閾值取值為4m。如，某一水庫的死水位為1126m，則如果主汛期該水庫水位達(dá)到1130m及以下時為死水位閾值。

梯級水庫群中包括位于上游水庫和位于下游水庫，位于上游水位為不完全年調(diào)節(jié)水庫，作為主庫，起到龍頭的作用。汛前保持了較高水位運行，增大了水頭，減小了水耗；汛期積極關(guān)注天氣變化情況，發(fā)揮龍頭電站作用，充分運用預(yù)泄騰庫（即上游水庫滿負(fù)荷運行降低水庫水位至死水位閾值以騰空庫容）、錯峰削峰、攔蓄洪尾（即上游水庫在保證下游水庫滿發(fā)的前提下為下游水庫攔蓄洪水）等優(yōu)化調(diào)度手段，實現(xiàn)梯級水庫少棄水，提高了梯級水庫的發(fā)電效益。

當(dāng)上游水庫攔蓄洪水，未造成自身溢洪時，按下游水庫增發(fā)電量的30%補償給上游水庫；當(dāng)上游水庫攔蓄洪水造成自身溢洪的，下游水庫增發(fā)電量的50%補償給上游水庫，以平衡上下游水庫的發(fā)電量。此增發(fā)電量是指按本次有效攔蓄水量折算出來的發(fā)電量，其中根據(jù)水流量計算得到發(fā)電量屬于現(xiàn)有技術(shù)。

將上游水庫的棄水折算成電量，以上游水庫棄水電量和下游水庫增發(fā)電量評價梯級水庫群的年度績效。上游水庫棄水電量越少，年度績效越好，在上游水庫不棄水的情況下，下游水庫增發(fā)電量多，則年度績效越好。

以三岔河流域中位于上游的普定以及位于下游的引子渡水庫構(gòu)成的梯級水庫庫為例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的調(diào)度方法。

三岔河流域普定、引子渡水電站建成后，形成梯級水庫，為了充分發(fā)揮梯級水庫聯(lián)合調(diào)度功能，優(yōu)化梯級發(fā)電調(diào)度、科學(xué)合理利用水資源，盡可能減少電站棄水，實現(xiàn)節(jié)能調(diào)度，按照本發(fā)明方法對此流域水庫進(jìn)行實時優(yōu)化調(diào)度。

已知三岔河流域的基本情況如下：三岔河為烏江干流上游，也稱烏江南源，流域面積為7264km²。全流域山地約占80%，丘陵占15%，平地或平壩占5%左右。

流域內(nèi)雨量充沛，三岔河水文站以上多年平均降雨量為1181.2mm，雨量年內(nèi)分配極不均勻，5～10月占全年雨量的85.1%左右。汛期多暴雨和陣雨，造成暴雨的主要天氣形勢是兩高切孌型，其次是長江橫切變型。前者是形成本流域年最大洪峰流量的主要天氣形勢。冷鋒低槽型則是形成秋季洪水的主要天氣形勢。一般秋季洪水比夏季洪水小。本流域暴雨多發(fā)生在5～10月，以6～7月最集中，一次暴雨歷時約9～12時。暴雨一般發(fā)生于夜間。

普定電站壩址以上流域面積5871km²，多年平均流量123m³/s，多年平均年徑流量為38.79億m³。電站水庫為不完全年調(diào)節(jié)性能，水庫正常高水位1145.00m，相應(yīng)庫容3.482億m³，死水位1126.0m,相應(yīng)庫容1.006億m³，防洪限制水位1142.0m，相應(yīng)庫容2.937億m³，防洪庫容0.545億m³；可用庫容2.478億m³。三機滿發(fā)流量180m³/s。普定電站壩址至引子渡電站壩址河道距離約51km，洪水傳播時間約2小時。

引子渡電站壩址以上控制流域面積6422km²，其中，普-引區(qū)間流域面積551km²。區(qū)間多年平均流量為19m³/s，多年平均年徑流量為5.9億m³。電站水庫為不完全年調(diào)節(jié)性能，水庫正常高水位1186.0m，相應(yīng)庫容4.55億m³，死水位1152m，相應(yīng)庫容1.33億m³，調(diào)節(jié)庫容3.22億m³。三機滿發(fā)流量380m³/s。

梯級水庫聯(lián)合發(fā)電調(diào)度方案如下：普定電站盡量少棄水，引子渡電站盡量不棄水，發(fā)電效益最大化。普定、引子渡電站月、周、日發(fā)電計劃。

普定電站：

1）1-4月，水庫水位保持較高水位運行，由年初高位緩慢下降，至4月底，降至1135m左右運行。

2）5～7月中旬，來水量較豐且相對集中，5月初，加大出力發(fā)電，水庫水位降至死水位。流域內(nèi)發(fā)生洪水，電站應(yīng)及時，按三臺機組滿負(fù)荷運行，若在電站滿發(fā)后仍有多余水量時，水位升至1142m時，入庫流量大于180m³/s，天氣預(yù)報3日內(nèi)有降雨過程，引子渡水庫較低時，普定水庫開閘溢洪，水位控制在1142.0m以下運行，為引子渡水庫補水；若普定水位到1142m時，入庫流量大于180m³/s，天氣預(yù)報3日內(nèi)無降雨過程，或引子渡水庫有泄洪風(fēng)險時，在確保普定大壩安全的前提下，普定水位可升，洪水過后，降至1142.0m運行。

3）7月下旬-9月，三臺機組滿負(fù)荷運行，流域內(nèi)發(fā)生洪水，水位可蓄至1142m以上運行。

4）10月，水位控制在1142m～1144m間運行，按天然來水量發(fā)電，若期間預(yù)測有多余水量，則應(yīng)提前加大出力至滿發(fā)，盡量減少水庫棄水。

5）11-12月，水庫水位保持高水位運行，按天然來水量發(fā)電，來多少發(fā)多少。

引子渡電廠：

1）1-4月。水庫水位保持較高水位運行，由年初高位緩慢下降，至4月底，降至1170m左右運行。

2）5-8月。6月中旬，水庫水位降至1160m左右運行，若天氣預(yù)報有較大降雨過程，及時加大出力，水位已接近死水位，騰空庫容；流域內(nèi)發(fā)生洪水，加大出力，洪水過后，水位控制在1065m～1070m間運行。

3）9-10月。后汛期則盡量蓄水抬升水位至1080m以上運行，按天然來水量發(fā)電，若期間預(yù)測有多余水量，則應(yīng)提前加大出力至滿發(fā)，盡量減少水庫棄水。

4）11-12月，水庫水位保持高水位運行，按天然來水量發(fā)電，來多少發(fā)多少。

以普定水庫棄水電量和引子渡水庫增發(fā)電量評價梯級水庫群的年度績效。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。