梯级联合优化调度在节水发电中的作用分析

祁杰

【摘要】随着现代科技的不断发展，电已经成为了人们生活中的重要资源，同时也造成了电力的紧张，电力梯级水电站联合优化调度在电网高效经济、安全稳定运行中起到了非常重要的作用，传统的孤立电站发电调度模型已经不能满足梯级水电站运行管理的需要。本文主要对梯级水电系统在节水发电中的作用进行了简单分析。

【关键词】梯级水电；优化调度；用水量；发电量

引言：

随着我国经济发展人民生活水平提高，各种大小家用电气普及，电网峰谷差越来越大，在节能环保的大力倡导下，我国提出按照节能、环保、经济的原则，优先利用可再生能源。水电作为优先调度对象，充分利用水能有效开展水库优化节能增发，合理利用水利资源、科学调度、降低耗水率不断提高发电效率。

一、梯级水电调度系统

梯级联合优化调度追求综合效益最大化，是结合不同条件制定相应的调度方法，对流域内所有梯级电站的水力进行预测，在保证综合利用满足防洪的情况下，根据优化调度规程制定相应的调度计划。充分将上下游水库间相互调节、相互补偿的作用发挥起来，从而能够在特殊时期根据来水情况对水库运行方式、和机组运行方式进行预测。统一对度流域内电站群电能和水能优化和分配。梯级水电调度系统主要有短期优化调度、长期优化调度和厂内优化调度，长期优化调度和厂内优化调度两类优化模式同短期优化调度之间存在密不可分的关系。

二、梯级水电系统特殊时期优化调度作用

梯级水电系统特殊时期优化调度是根据给定期内用水量和发电量不同，制定相应的梯级电站的发电计划，从而保证特殊时期内对用水量和发电量。

2.1限定调度期内用水量

在限定用水量的期间，通过对每个梯级间发电站补偿各电站间的相互用水量和对发电出流间的过程进行协调，从而提高梯级发电经济效益。在梯级水电系统给定用水量条件下优化调度过程时，对于具有一定调节能力水库的梯级电站调度期内的用水量由调度期初始库内水位、末期库内水位联合流域内来水量综合预测然后制定最优的调度计划。但是限定调度期初始库内水位和末期库内水位对于日调节电站或者径流式电站变化不大。在限定用水量前提条件下，根据梯级电站用水量对其进行调度，依照水电互动的原则，来制定最优的调度方案。

2.2限定调度期内发电量

在限定发电量的期间，可通过抬高各梯级电站水库水头减少总用水流量，梯级聯合调度能够有效利用流域径流，通过对龙头水库蓄水量的合理调节使得梯级联合优化调度中水电系统高效经济、安全稳定运行。在制定发电计划过程中，梯级发电总量需要根据每个梯级电站的来水量并结合每个梯级电站能耗效应确定后，依次为每个梯级电站分配相应总发电量，通过对系统情况分时段短期负荷预测梯级发电总量进行统计，从而获得梯级总负荷波动再依次分配到每个梯级电站的发电机组上，得出联合优化调度的各时段综合发电过程。

三、梯级调度在节水发电调度中的作用

随着水库和电站数量增加，电力产权利益多元化，梯级水电站联合优化调度形成了一个动态的、复杂的综合决策过程，传统水库优化方法和对新的梯级水电站的调度需求无法满足。梯级优化调度是有着高度的离散性、不确定性，存在复杂的水力、电力以及上下游之间各电站相互之间的补偿、相互调节的能力，需要根据每个水电站的来水量、水库调节能力以及各个水电站间的水力、电力等情况，对各个电站间发生态流径、发电流量效益或者负荷需求进行优化分配，充分发挥水库补偿效益和调节作用，使梯级联合优化调度综合效益最大化。

3.1合理控制库内水位提高梯级电站效益

在调度过程中，应尽量增加上游水位或者减少下游水位来增加发电水头，不同流量级下，上游的流出水位会受到下游库内水位的变化影响，流量越小影响越大。流量高时，上游电站流出水位受到下游库内水位的变化的影响不明显，但是下游电站机组处理会受到阻碍，在此时增加下游水库运行水位进行调节后，既不会影响上游电站发电能力，又能提高下游电站机组发电能力；当流量低时，上游电站流出水位受到下游库内水位的变化的影响显著，下游电站机组发电能力不会受到阻碍，在此时对下游水库运行水位进行降低，既不会影响下游电站发电能力，又能提高上游电站机组发电能力。合理对下游电站库内水位最优运行进行控制，能够充分利用梯级电站调节能力，提高梯级电站工作效率。

3.2枯水期合理安排

在枯水期，应提前将库水蓄满保持最高运行水位，采用高水头运行能有效降低耗水量提高运行的经济性，对于流域径流式水电站，可通过低谷蓄水高峰段开机运行的方式进行调节，合理利用电站调节能力，避免增加耗水量，提高运行成本。

3.3调节库容优化调度洪水

梯级水电站联合优化调度能帮组各梯级水电站安全防汛度汛，流域区降水在时间和地区上存在着差异，丰枯期矛盾显著。在汛期到来之初，优先对调节能力小的水库蓄水，后对龙头水库进行蓄水，使梯级电站的引用水头提高；在汛期过后，龙头水库提高发电效率，补偿调节下游各梯级水库，提高流域径流水量的利用率。

四、结束语

综上所述，通过对梯级水电梯级水电站给定期用水量和发电量进行分析，梯级联合优化调度不仅使梯级电站综合效益最大化，还产生巨大的经济效益和社会效益，还能有效泄洪并充分利用梯级电站调节能力增大发电站的发电量，提高梯级电站工作效率，在节水发电中发挥了重要作用。

参考文献：

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