抽水蓄能电站水沙调度

1 前言西龙池抽水蓄能电站位于山西省五台县境内，滹沱河与清水河交汇处上游约3km处的左岸。

站址区距太原市及忻州市的直线距离分别为100km和50km。

距北同蒲铁路忻（州）河（边）支线火车站直线距离17km。

朔黄铁路经下水库附近通过，从东冶镇至芙城口的三级公路亦从下水库边经过，对外交通十分便利，电站距山西省负荷中心较近，地理位置较好，是目前山西省抽水蓄能电站较理想的站址。

西龙池抽水蓄能电站为山西电网的骨干调峰电源，是山西省较好的抽水蓄能电源点，电站建成后，将对山西电网的运行安全及地区经济发展发挥巨大的作用。

2 工程概况山西西龙池抽水蓄能电站总装机容量1200MW，安装4台单机容量300MW 的可逆式水泵水轮机组。

建成后在山西电网中担任调峰、填谷、调频、调相及事故备用等任务。

电站工程枢纽由上水库、引水系统、地下厂房、下水库、地面副厂房与开关站和补水系统等建筑物组成。

3 气象西龙池抽水蓄能电站上、下水库附近没有气象观测站，距电站最近的气象站有五台县豆村气象站，于1958年设立，测站高程1096m，定襄县定襄气象站于1972年设立，测站高程759m。

为了测得上水库的气象要素，北京院于1997年8月在上水库附近建立了西龙池专用气象站，1997年9月开始观测。

上、下库的气象要素统计是以此三站为基础，综合分析计算而得，其中豆村气象站资料系列除气温资料为1958～2002年，其它为1958～1997年；定襄站除气温资料为1972～2002，其它为1972～1997年。

降水量有耿家会（南坡）水文站实测的1962~1995年资料，耿家会站1977年迁至南坡站，两站的资料连续使用。

（1）气温上水库多年平均气温为4.7℃，年极端最高气温为36.2℃，年平均最高气温为12.1℃，年平均最低气温为-2.8℃，最冷月（1月份）平均最低气温为-18.3℃、平均最高气温为-2.2℃；下水库多年平均气温为8.1℃，年极端最高气温为39.1℃，年平均最高气温为16.2℃，年平均最低气温为1.5℃，最冷月（1月份）平均最低气温为-15.9℃、平均最高气温为0.0℃。

抽水蓄能电站水力系统施工方案抽水蓄能电站是一种特殊的水力发电站，其主要功能是在电力需求较低时利用多余电力将水从低位水库抽至高位水库，并在电力需求高峰期通过释放高位水库的水来发电。

这种系统不仅可以调节电力的供应，还能够提供短时间的负荷调节。

建立这样一个复杂的水力系统，需要科学合理的施工方案。

项目设计的关键要素在抽水蓄能电站的建设中，设计阶段必须考虑多个关键要素。

水源的选择至关重要。

高位水库和低位水库的水源必须充足，确保有持续的供水能力。

水库容量设计需要兼顾淹没面积与水文条件，同时观察气候变化的长期影响。

其三，电站的选址也非常重要，山体的结构、地质情况以及周边环境保护都需认真考量。

施工准备工作在施工前，需进行充分的准备工作。

这个阶段包括对施工现场的勘察与测量，确保所有工程进度和质量能达到预期目标。

施工材料的选择也是关键，不同的土建材料、设备质量都将直接影响工程的后续运行。

在此阶段，还需制定详细的施工计划，确保各项作业顺利衔接，提高施工效率。

土木工程施工土木工程是抽水蓄能电站施工的重要组成部分，包括土方工程、混凝土结构施工及泵站和水库的建设。

进行合理的土方开挖，以保证土壤稳定性，防止滑坡等地质灾害。

混凝土结构需要使用优质材料，确保其承载能力和耐久性。

在泵站的建设中，施工的精确性关系到泵的安装与调试，因此必须严格按照设计图纸进行施工。

机电设备的选型与安装抽水蓄能电站中，机电设备的选型与安装至关重要。

通常包括水泵、发电机、变压器以及辅助设备。

在选型时，需要根据电站的调度要求和发电模式，选择合适的设备类型与容量。

安装过程中，注意确保设备的水平度、垂直度符合标准，以便于后续的调试和运行。

水力系统的调试当各项施工任务完成后，接下来的步骤是对水力系统进行调试。

这一过程是确保设备正常运行的重要环节。

在调试过程中，需要进行一系列检查，比如水泵的吸水和排水情况，压力表的读数是否正常等。

调试期间还要对水流的调节能力进行测试，确保在不同工况下能够稳定运行。

天池抽水蓄能电站上、下水库整体动床泥沙模型的设计与验证张国良;孙东坡;胡祥伟;张羽;张兵【摘要】抽水蓄能电站上、下水库联合运用时,库区及电站进、出水口附近的水流与泥沙淤积规律十分复杂,通常要进行泥沙模型试验研究.针对天池抽水蓄能电站,进行了上、下水库整体动床模型设计,分析确定了满足水流泥沙运动相似与河床变形相似的控制比尺;根据相应比尺确定了模型沙的种类和粒径,并进行了预备试验.利用专门设计的双向管、泵系统,实现了可以进行抽水蓄能和发电两种运行工况的上、下水库连接段的模拟;设计采用VDMS流场实时监测系统对库区与进出、水口的流速及流态进行精细观测.验证试验表明,整体模型的设计、制作满足模拟库区的水流泥沙运动相似与河床变形相似的要求,设计方法可为类似的整体泥沙模型设计提供参考和借鉴.【期刊名称】《华北水利水电学院学报》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】6页(P70-75)【关键词】抽水蓄能电站;动床模型;相似比尺;连接段;模型验证【作者】张国良;孙东坡;胡祥伟;张羽;张兵【作者单位】河南天池抽水蓄能有限公司,河南南阳 473000;华北水利水电大学,河南郑州 450045;河南天池抽水蓄能有限公司,河南南阳 473000;华北水利水电大学,河南郑州 450045;郑州澍青医学高等专科学校,河南郑州 450011【正文语种】中文【中图分类】TV147相对常规水电站,抽水蓄能电站水库的库容较小,且上、下水库间循环抽、放水运行。

如果抽水蓄能电站所在河段的汛期洪水的泥沙含量较高，将会造成水库库容的损失和电站机电设备的磨蚀。

因此,对抽水蓄能电站水库泥沙问题的研究很有必要[1]。

目前主要的研究手段是动床泥沙模型试验,而上、下水库整体模型的设计与验证是这类河流模拟试验的关键技术。

本文以天池抽水蓄能电站为例，探讨上、下水库整体动床泥沙模型设计与验证的相关技术问题。

1.1 河道及水文状况天池抽水蓄能电站所在的黄鸭河流域地处石山林区,山高坡陡,植被良好,受人类活动影响较小,上、下库位置如图1所示。

水利行业水资源配置与调度优化方案第一章水资源概述 (2)1.1 水资源概况 (2)1.2 水资源供需分析 (2)第二章水资源配置现状与问题 (3)2.1 水资源配置现状 (3)2.2 水资源配置存在的问题 (4)2.3 水资源调度现状与问题 (4)第三章水资源配置与调度原则 (5)3.1 公平性原则 (5)3.2 效益最大化原则 (5)3.3 可持续发展原则 (6)3.4 灵活性与适应性原则 (6)第四章水资源优化配置模型构建 (6)4.1 模型构建方法 (6)4.2 模型参数设置 (6)4.3 模型求解方法 (7)第五章水资源优化调度策略 (7)5.1 调度策略概述 (7)5.2 水量调度策略 (8)5.3 水质调度策略 (8)5.4 水能调度策略 (8)第六章水资源优化配置与调度技术支持 (9)6.1 信息采集与处理 (9)6.1.1 信息采集 (9)6.1.2 信息处理 (9)6.2 预测与预警技术 (9)6.2.1 预测技术 (10)6.2.2 预警技术 (10)6.3 优化算法与应用 (10)6.3.1 遗传算法 (10)6.3.2 粒子群算法 (10)6.3.3 神经网络算法 (10)6.3.4 多目标优化算法 (10)第七章水资源优化配置与调度实施方案 (11)7.1 实施步骤 (11)7.1.1 调查分析阶段 (11)7.1.2 目标设定阶段 (11)7.1.3 方案实施阶段 (11)7.1.4 监测评估阶段 (11)7.2 实施保障措施 (11)7.2.1 政策法规保障 (11)7.2.2 技术保障 (12)7.2.3 资金保障 (12)7.2.4 人才培养与交流 (12)7.3 实施效果评估 (12)7.3.1 水资源利用效率评估 (12)7.3.2 水资源安全保障评估 (12)7.3.3 经济社会效益评估 (12)7.3.4 生态环境效益评估 (12)第八章水资源优化配置与调度政策法规 (12)8.1 法律法规现状 (12)8.2 政策法规建议 (13)8.3 政策法规实施与监管 (13)第九章水资源优化配置与调度案例分析 (14)9.1 案例一：某地区水资源配置与调度优化 (14)9.2 案例二：某流域水资源配置与调度优化 (14)9.3 案例三：某城市水资源配置与调度优化 (14)第十章水资源优化配置与调度未来发展展望 (15)10.1 技术发展趋势 (15)10.2 政策法规发展趋势 (15)10.3 水资源优化配置与调度前景展望 (16)第一章水资源概述1.1 水资源概况水资源是自然界中分布最广泛、对人类生活生产影响最大的自然资源之一。

水库水沙联合优化调度方法研究的开题报告一、研究背景水库是我国重要的水利工程，有着供水、发电、防洪等多种功能。

然而，随着人口的增长和经济的快速发展，水库面临着越来越多的挑战，其中之一就是水沙联合调度问题。

水沙联合调度是指在考虑水库供水、发电等功能的同时，兼顾河流生态环境和水库淤积问题。

为了解决水沙联合调度问题，许多学者进行了深入的研究。

不同的研究方法有不同的优点和缺点，需要根据具体情况进行选择。

本文旨在探究一种水沙联合优化调度方法，为水库调度提供一种新的思路。

二、研究目的本文旨在探究水沙联合优化调度方法，解决水库调度中的水沙联合问题。

具体目的如下：1.研究水沙联合调度问题的背景、意义和现状；2.掌握水沙联合调度问题的基本理论和方法；3.研究水沙联合优化调度方法的原理和算法；4.通过实际数据进行仿真模拟和优化，验证方法的可行性和有效性；5.提出水沙联合优化调度方法的实施方案。

三、研究内容本文的研究内容包括以下几个方面：1.水沙联合调度问题的概述，包括概念、特点和研究现状等；2.水沙联合调度问题的基本理论和模型，包括水库调度模型、河流水沙平衡模型等；3.水沙联合优化调度方法的原理和算法，包括基于神经网络的优化方法、基于遗传算法的优化方法等；4.实验仿真与优化，通过实际案例分析，验证方法的有效性和可行性；5.提出实施方案，将研究成果落地实施，推动水沙联合调度问题的解决。

四、研究意义本文的研究成果具有以下几个方面的意义：1.推动水沙联合调度问题的深入研究和解决，为水利行业发展提供理论和实践支持；2.提出新的方法和思路，丰富水沙联合优化调度领域的研究方法；3.通过实际仿真和优化，验证所提出方法的有效性和可行性；4.为水利部门提供技术支持和实践指导，推动水资源的合理开发和利用。

五、研究方法本文采用文献研究法、理论分析法、实验仿真法等多种研究方法，主要包括以下步骤：1.文献调研，了解研究现状，提出研究问题和目的；2.分析水沙联合调度问题的基本理论和模型，并结合实际案例进行实验仿真；3.探究基于神经网络和遗传算法的水沙联合优化调度方法原理和算法，并将其应用到实际数据中进行仿真模拟；4.根据仿真结果提出水沙联合优化调度方法的实施方案，进行总结和展望。

水库蓄水在工程方面对库区及河道湖泊的负面影响1、抽水蓄能电站常采用沥青混凝土进行库底防渗护面处理，过快的蓄水速率和过大的蓄水水头可能导致库底护面开裂。

2、对下游河道环境容量的影响一般情况下方水库调度增加了枯水期径流，提高了下游河段的稀释自净能力。

但由于下游河段的环境容量取决于水库调度运用，一些水库调蓄使下游河段流量剧减，引起河流萎缩，进而导致水体稀释自净能力的降低，环境容量减小。

更有甚者下游河段间歇性缺水断流，从根本上改变了河流生态环境特点，水体环境容量丧失殆尽。

例如华北地区一些河流分汛期只有沿线排放的一些污水，进一步加剧了河流及泥底的污染。

3、对地面径流、泥沙及地下径流的影响蓄水工程改变了天然径流的时历特性，使径流的季节变化减小，洪峰值减小，最大最小流量出现的时间发生了变化。

由于显著改变了水沙搭配关系，可能破坏河流输水输沙的协调性。

例如黄河上游水库汛期调蓄洪水、削减洪峰，使黄河干流汛期基流减小，曾导致黄河宁蒙河段支流下泄高含沙洪水时在包头附近淤堵干流。

水库蓄水改变了水资源的空间分布，有利于发挥水资源的社会效益和经济效益，但若水资源管理不当也会产生一些不良后果。

据统计我国海河流域在解放后兴建了大中型水库125座，上游大量来水被拦蓄在山区，使过去并不缺水的海河中下游平原如今严重缺水，著名的洼地湖白洋淀日渐干涸，目前正设法从漳河调水补充白洋淀。

20世纪50年代航运相当发达的南运河、北运河等至70年代都因缺水而停航。

水库蓄水后由于蒸发和地下渗漏增加，河流的年径流量减少。

埃及的尼罗河的阿斯旺水库建成后，年平均径流量减少约5亿m³；美国格伦峡、坎扬大坝建成后，波威湖每年的渗漏损失从15%增加到25%。

水库蓄水后还改变了河流泥沙的自然沉积规律。

在库区，大坝上游河道断面扩大、流速变缓使大量泥沙沉寂在坝前库段，最直接的影响便是减少库容，太高水库尾水位，从而影响水库效益。

例如，三门峡水库1960年9月15日，开始蓄水运用至1962年3月19日，库容淤积损失了38.72亿m³，占总库容的40.2%，使水库使用寿命受到严重威胁。

抽水蓄能电站的运行方式与调度计划抽水蓄能电站作为一种高效利用水资源的能量转换装置，已经在全球范围内得到广泛应用。

它能够实现对电力能量的存储和释放，起到平衡电力供需之间差异的作用。

因此，了解抽水蓄能电站的运行方式与调度计划对于电力系统的可靠运行具有重要意义。

1. 抽水蓄能电站的基本原理与构成抽水蓄能电站由上游水库、下游水库、水轮机及发电机组成。

当电力需求低谷时，抽水蓄能电站利用电力驱动水泵将水从下游水库抽升到上游水库，将电能转化为潜能储存起来。

当电力需求高峰时，水流通过水轮机驱动发电机发电，将潜能转化为电能，满足电网供电需求。

2. 抽水蓄能电站的运行方式抽水蓄能电站通常采用有序调度的方式运行，以确保最大限度地发挥其供能和调峰能力。

（1）低峰期运行模式：在电力需求较低的时段，抽水蓄能电站采用抽水模式工作，将上游水库的水抽升至下游水库，实现电能的储存。

（2）高峰期运行模式：在电力需求高峰时期，抽水蓄能电站转为发电模式，将下游水库的水流通过水轮机驱动发电机发电，将潜能转化为电能，满足电网对电能的需求。

（3）协同运行模式：抽水蓄能电站与其他发电方式（如火电、风电、太阳能等）协同运行，根据电网负荷情况灵活调节抽水蓄能电站的运行模式，以实现电力系统的平衡和稳定。

3. 抽水蓄能电站的调度计划抽水蓄能电站的调度计划主要包括以下内容：（1）电力系统需求预测：根据历史数据和负荷曲线，预测未来一段时间的电力需求，为电站运行提供数据支持。

（2）水库水位管理：根据电力系统需求和水资源情况，合理安排水库的蓄水和放水，确保水库水位在可控范围内波动，以满足不同时期的电力要求。

（3）发电机组运行策略：根据电力需求和电网频率控制要求，合理安排发电机组的启停时间和负荷调整，以保证发电机组的最佳运行效率和稳定性。

（4）与其他电源的协调调度：根据电力系统的总体调度需求，与其他发电方式进行协同调度，实现能源的优化利用，提高电力系统的经济性和稳定性。