嘉陵江中上游水库群联合调度的必要性分析

袁玉娇

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川苍溪，628400)

亭子口水利枢纽投运后，嘉陵江中上游流域正式形成了碧口、宝珠寺、亭子口梯级水库群，三库累计可用调节库容32.97亿m3，累计可用防洪库容14.85亿m3。若能实现三库联合调度，将极大地提升中上游流域整体防洪能力和水资源再分配再利用水平，在保障区域防洪安全的同时提高水资源利用效率。

1 开展联合调度的必要性

1.1 进一步提升防洪调度水平，适应地方发展需求

水库群联合调度可以捕捉入库径流的时空差异，充分发挥库群的库容补偿与水文补偿作用，最大限度地提高系统对水资源在时空上的优化配置能力[1]。目前碧口、宝珠寺、亭子口三座水库都纳入了长江流域联合调度体系，规定了三座水库的汛限水位和主要的汛期调度运用方式。方案的防洪目标重点为提升亭子口以下南充、重庆等城镇河段防洪能力，并配合三峡水库对长江中下游遭遇特大洪水时实施洪水调度，未针对嘉陵江中上游河段防洪和洪水资源利用进行细化研究，未能适应当前中上游河段的经济发展需求。特别是昭化古镇段防洪需求变化后，缺少相应的调度策略和方案。

1.2 优化梯级水库群发电调度管理，促进企业提质增效

近年来，水电行业竞争日趋激烈，为了顺应水电站经济运行管理需求，在《水电站水库经济调度试行条例》及《水电站节水增发电量考核办法》的指导下，国内诸多电力企业均已开展梯级(区域)水电站群联合调度，如三峡公司、贵州华电乌江公司、国电大渡河公司以及黄河上游水电开发公司等。流域内有水力联系的水库群由于所属业主、供电范围和调度机构设置不同[2]，由不同的梯级联合调度模式，增加企业效益。

1.3 发挥绿色能源优势，深度参与“双碳”经济

2021年7月我国已正式开始碳排放交易，水电将在碳排放交易市场占有重要席位。碧口、宝珠寺、亭子口枢纽作为嘉陵江流域中上游重要电力来源，其提供的绿色电力对所在区域电网安全、环保运行有重要作用，具有巨大的环境效益和社会效益。通过优化防洪与发电调度方式，可实现节水增发，助力减排，为今后深度参与“双碳”经济夯实基础，为国家实现“碳达峰，碳中和”的战略目标贡献力量。

2 开展联合调度的有利条件

以碧口、宝珠寺、亭子口的防洪与发电调度优化为目标，研究河段的防洪现状，分析其电力生产情况，以历史典型洪水为基础，分析不同来水情况的梯级水库防洪调度策略，形成防洪调度策略集。同时从流域水资源利用角度，考虑各电厂实际电力生产调度情况，分析不同水平年来水(采用不同的典型年)，优化梯级各电站消落与蓄水策略以及发电调度策略，最终形成不同洪水情况的防洪调度策略和不同水平年来水情况的发电调度策略集。

2.1 嘉陵江中上游水库群联合调度的研究基础

嘉陵江亭子口上游区域降雨来水时空分布极不均匀，干流与支流白龙江的降雨来水差异明显，中小洪水不同步，给亭子口电站和白龙江梯级电站联合互补调度提供了有利条件。在防汛及水量调度方面，碧口、宝珠寺、亭子口同属长江上游水库群联合调度大型骨干水库，防汛及水量调度均由长江防总统一调度，有利于协调统筹、联合调度。电力调度方面，碧口虽属甘肃电网直调，但有一回220kV送川线路，碧口和宝珠寺早年已建立联合协调调度的基础；亭子口、宝珠寺、紫兰坝、虎头寺等电站同属四川电网直调，更便于电力调度协调。

2.2 嘉陵江中上游河段防洪的现实需求

根据《2021年长江流域水工程联合调度运用计划》，碧口、宝珠寺、亭子口的防洪调度方案仍以嘉陵江中下游为主，未涉及中上游的防洪调度方案。亭子口运行以后，2018年、2020年两次嘉陵江流域大洪水过程的调度实践情况表明，仅考虑中下游城市群防洪而对中上游河段的防洪策略不足导致中上游河段存在较高的防洪风险。因此需要进一步开展针对中上游河段的防洪调度策略的细化研究工作，同时提出上下游防洪需求产生矛盾时的良好协调调度策略。

2.3 梯级水库的运行水平仍具有巨大的挖潜空间

受嘉陵江流域特别是嘉陵江中上游水量逐年减少影响，中上游各电站发电量很难达到设计目标(即使年来水量偏丰，水量也主要集中在几次大洪水中，洪水资源化率较低)。如碧口、宝珠寺投运以来仅2年达到设计年发电量；亭子口年发电量仅2020年达到设计年发电量。随着电力市场化改革的到来，宝珠寺、亭子口等以高电价作为企业盈利点的优势将不断削弱，企业发展甚至生存将面临严峻考验。主动挖掘内部潜力，研究防洪与发电的优化调度方式，科学调度增发电将成为提高企业效益的重要手段。

2.4 联合防洪和发电的优化调度具有良好经济价值

目前各大电力集团均积极推进水电优化调度研究工作并获得了显著的经济效益。嘉陵江中上游梯级水库调度还处于起步阶段，因此，开展防洪与发电的联合调度研究工作，既是企业自身发展需要，也是适应市场的必然途径。

3 结语

根据国内电力生产企业长期运行成果表明，通过梯级水电站联合优化调度，可提高流域水资源利用率，增加梯级发电量2%～7%的水平。同时，梯级水库联合防洪调度，实现拦洪错峰和场次洪水的水资源化利用，具有良好防洪效益的同时，亦可增加发电量约1%～3%的水平。

当前嘉陵江中上游梯级水库群基本形成，且流域中上游防洪形势和需求均有新的变化，积极开展嘉陵江中上游梯级水库防洪与发电的优化调度研究，切实解决好中上游流域的防洪问题，兼顾梯级电站水能资源效率，挖掘电站的发电潜能，已成为各电站和沿江区域当前迫切需要解决的问题。通过联合防洪管理部门、电力调度部门及嘉陵江中上游梯级电站群(碧口-宝珠寺-亭子口)进行防洪与发电调度的对策研究，进一步指导电站的优化调度工作，有效提高流域防洪能力和水能资源利用率，对于各电站及沿河行政区域具有明显的经济和社会效益。