水库常规调度教学演示软件开发

艾学山 高志云 支悦 董祚

摘要：水电站水库运行与调度是水文与水资源工程的重要课程，水库调度是该课程的主要研究对象。文章开发了基于常规调度图的水库常规调度教学演示软件，该软件可实现水库可选、水库特征水位显示、初始值设定、调度年份可选、计算结果图表显示和调度结果统计等功能。该软件可以在课堂演示，使学生了解常规调度的基本程序、调度软件的基本结构等内容，为水库调度实践奠定良好的基础。

关键词：水库常规调度；教学演示；软件开发

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）35-0065-02

一、前言

水库调度是水文水资源专业学生需要掌握的重要内容，也是水库主管部门日常工作中的重要关注对象之一。发电水库的常规调度是水库调度中的重要基础工作，通常是按照水库常规调度图进行，根据面临时段初水库实际水位或蓄水量在该图中所处的位置进行的调度决策。在实际运行过程中，即使在缺乏入库径流预报的条件下，按照常规调度图决定水库的运行方式也能使各种矛盾得到比较合理的解决，获得较大的综合利用效益。

二、水库常规调度理论方法

水电站水库的运行，必须合理利用流量和水头，以获得最大的发电效益。为了使调度决策能很好地符合调度原则，避免水库运用调度上出现人为的差错，解决在中长期径流不能准确预报的情况下水电站工作的可靠性和经济性的矛盾及防洪与发电兴利之间的矛盾，满足各部门各时段对水库提出的要求。因此，在水库规划设计时就统计出水库蓄放水规律，根据已有的实测历史水文资料选择与设计枯水年相应的若干年份，在水电站设计参数和满足各项约束条件的前提下，得出以水库水位（或蓄水量）为纵坐标，以时间t为横坐标的调度线组成的调度图，它规定了水库蓄水处于不同状态时的水库调度规则，即水库常规调度图。

三、水库常规调度教学演示软件设计

1.设计目的。为了使水库调度工作人员能够快速方便地进行水库常规发电调度计算，并方便地进行入库流量、水位和下泄流量的交互计算，方便水库发电调度计划的制订和水能特性分析，也方便在课堂上给学生演示水库常规调度的基本工作流程及调度系统的应用方法。

2.软件功能。本软件主要功能包括：（1）水库可选；（2）计算年份可选；（3）计算结果在调度图上显示功能；（4）计算结果的表格显示功能；（5）详细计算结果的Excel显示；（6）调度结果特征值统计功能。

3.数据准备。根据常规调度图进行水库常规调度需要水库和水电站的基础资料，如水库特征水位、库容曲线、水电站装机容量、出力系数等。初始条件包括计算期初水位，然后可以按照常规调度图规则进行逐时段调度。

四、水库常规调度教学演示软件使用

1.软件主界面。整个界面由左中右三部分组成，如图1所示，左侧为参数选择区，包括水库选择、参数参考和设置、调度年份选择和计算按钮；中间是图表显示区，分上下两部分，上部分显示调度图，下部分将显示调度结果图形；右侧是结果选择和结果统计区，可以选择查看结果表、调度图和Excel详细计算结果。

2.常规调度计算。在“水库选择”处选择一个需要进行发电调度的水库，如图2所示。所选水库对应的特征信息将自动显示在下方相应的位置。其中，保证出力、初始水位和出力系数数值可在界面进行调整。在“调度年份选择”下方的下拉框中选择想要计算的年份，如圖3所示。单击“计算”按钮即可进行计算。计算结果显示在结果显示区，如图4所示。

3.发电调度结果显示和统计。点击“显示结果表”将在调度图所在位置显示主要计算结果，如图5所示。点击“打开Excel结果表”按钮可直接打开保存在Excel表格中的详细计算结果，如图6所示。调度结果统计值自动显示在“发电调度结果统计”区，包括平均入流、平均发电流量、平均水位、平均水头、平均出力、总发电量、发电保证率、弃水量等。