水利工程水库调度模型研究

汛限水位动态控制在江垭水库的运用

江垭水电站 刘世军、涂俊钦

1、水库概况

江垭水库位于湖南省慈利县澧水一级支流溇水中游，下距慈利县城57km。坝址控制集雨面积3711 km2。占水面积的73.5%，多年平均降雨量为1535 mm，多年平均流量132 m3/s，年径流量41.6 亿m3。

江垭水库是以防洪为主，兼有发电及灌溉等综合效益的工程。江垭水库总库容18.34亿m3，正常蓄水位236.0m，防洪限制水位210.6m，正常蓄水位以下预留防洪库容7.4亿m3，设计洪水位239.10m，核洪水位校242.70 m，库容系数0.28，属年调节水库。大坝加高3 m后，增加超蓄防洪库容1.15亿m3，特殊情况下考虑蓄水，总防洪库容增加为8.55亿m3。

电站装机300MW，设计水头80 m，多年平均发电量为7.56亿KW.h。江垭枢纽工程主要由大坝、地下发电厂房组成。大坝为全断面碾压混凝土重力坝，坝顶高程245.0m，最大坝高131m。在溢流坝段设有三孔中孔和四孔表孔。地下厂房布置在右岸山体内。工程于1995年7月正式动工，1999年底整个工程已全部完工，于2003年1月8日通过国家竣工验收，泄洪建筑物正常投入使用，三台机组投产发电。

江垭水库防洪设计标准为50年一遇洪水，当江垭来水不超过50年一遇的洪峰流量8470 m3/s，控制下泄不超过1700 m3/s，水库防洪调度方式按防洪高水位236 m控制，库水位在防洪高水位236 m以下，水库以确保下游安全进行调度，当水库水位超过236 m时，水库尽量开启泄洪闸门，直至洪峰流量过后，才视下游水情逐步腾空水库或关闭泄洪闸门蓄水。江垭水库的防洪任务主要是控制三江口洪峰流量不超过12000 m3/s。江垭水库在皂市和宜冲桥未建成前的防洪运用方式，采用错峰补偿调度方式。

2、动态调度方式提出

按照水利水电工程水利动能规范[2]第11条规定指出：“在满足大坝安全和不降低下游防洪标准的前提下，根据汛期洪水的规律，研究防洪库容和兴利库容重迭使用的可能性。”。如果江垭水库仍使用设计时年的防汛限制水位，这就使江垭水库整个汛期都按年最大设计洪水设防，经常处于超标准安全状态，而汛期一出现较大洪水就被迫弃水。江垭水库自2000年正常投运以来，在来水偏少的情况下，汛期出现大量泄洪弃水，而汛后又处于无水发电的尴尬境地，汛后水库的蓄满率仅为2%。

水力发电　第４３卷第３期　２０１７年３月　

水库优丫匕调度与厂肉经济运仟　

耦舍模型研究　

方洪斌，王　梁，周翔南，李克飞　

（黄河勘测规划设计有限公司，河南　郑州４５０００３）　

摘要：以陆浑水库及水电站为研究对象，以发电流量作为耦合参数，综合出力系数ｋ作为反馈调节参数，构建了　

水库优化调度和水电站厂内经济运行耦合模型，通过对水电站不同运行工况下　值数据库的调用，采用动态规划方　法和递推优选算法联合求解耦合模型。通过与对综合出力系数ｋ取定值的方案对比表明了所构建耦合模型的有效性　与合理性。　

关键词：水库调度；厂内经济运行；耦合模型；综合出力系数ｋ；陆浑水库　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ＦＡＮＦ　Ｈｏｎｇｂｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｌｉａｎｇ，ＺＨＯＵ　Ｘｉａｎｇｎａｎ，ＬＩ　Ｋｅｆｅｉ　

（Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｌｏｗ　ａｓ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ａｓ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ａｄｊｕｓｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ，ａ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｕｈｕｎ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｉｓ　ｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｒｅ　ｊｏｉｎｔｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｍｏｄｅｌ　ｂｙ　ｃａｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｋ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｍｏｄｅｌ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｗｉｔｈ　ｆｉｘｅｄ　ｋ，ａｎｄ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｖａｌｕｅ　ｉｎ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｍｏｄｅ１．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ；ｃｏｕｐｌｅｄ　ｍｏｄｅｌ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｅｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　：Ｌｕｈｕｎ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　

水库防洪分类调度方式设计探讨

防洪分类调度的设计方式主要是按照不同的天气系统所对应的暴雨致洪典型，设计出不同的防洪调度规则，进而对现行的单套防洪调度规则的适应性较差的问题进行克服，便于在调度中选择有针对性的可行规则。下面就结合作者的实际工作经验，简要的分析了水库防洪分类调度方式设计，以供借鉴参考。标签：水利工程； 水库防洪； 调度方式； 分类设计前言：本文深入研究水库防洪调度设计理论方法， 提高防洪安全度和洪水资源利用率， 在以往防洪分类调度方式研究的基础上， 系统的论述了分类调度方式设计的必要性和可行性， 基本理念、假定， 实施防洪分类调度方式设计的条件与步骤。1、水库防洪分类调度方式的设计必要性如今对于新建水库防洪调度的方式设计有明确的规定对预报信息不考虑，对其进行判定需要考虑到水库的水位和流量等因素。主要是因为水滞后的水位信息，对泄流的时间有很大程度上影响，改变水库蓄泄判断的指标就是选择洪水预报积累净雨量的防洪预报调度的方式，其中主要根据洪水的频率和水量来判断的，如果有什么不合理的分地方要及时更改蓄泄方案，所以，要改进或更新常规防洪调度方式。不过都是根据相关的历史资料信息设计了一套科学合理的调度规则，如果要是在暴雨洪水演练的时候，根据这些合理科学的调度规则对其进行有效的调整，有效的确保了原设计防洪的安全性。 然而调度实践表明， 不同的天气系统影响的暴雨洪水过程不同， 仅仅选择单一典型暴雨洪水， 设计出一套调度规则， 不能满足不同天气系统的暴雨洪水过程的防洪安全与洪水资源利用要求。我国许多大型水库在防洪调度方式设计时， 也同样暴露出这一问题。因此， 有必要研究水库防洪分类调度方式， 给出多套调度规则， 以应对实际调度中可能发生的各种天气类型暴雨洪水的防洪安全与洪水资源利用问题。2、水库防洪分类调度方式的设计分析2.1 設计条件水库在的防洪调度方式也有专业的设计队伍进行设计，然而在设计的时候需要考虑到水库的实际情况。首先，就是要提前根据天气预报了解天气的信息，为水库的防洪调度方式的设计奠定了坚实的基础。然后，雨情的自动测报系统运行比较稳定，信息的传递也是相对比较流畅，确保了防洪调度设计的作用能够充分发挥发到实际调度中去。最后，洪水预报方案的级别需要到达甲、乙级的水准，确保了洪水预报方案的科学性、合理性。其次，泄流设备的开关要具备较高的灵活性，水库需要有专业的技术工程师，确保决策机构能与外面保持顺畅的联系，从而有效的保障在调度阶段能够充分展现出防洪调度设计的效果。2.2 防洪分类预报调度规则的选定原则 ①总量的控制原则。总量的控制原则具体是指在选择累积净雨的判断指标值的时候，需要大于等于同一个频率所设计的洪水的总径流量的深。 ②分类代表性原则。因为分类典型过程存在着差异，介于这个因素的考虑，对于同一量级的洪水的泄流判断指标，应该要依据具体的洪水类型再进行相应值的选择。 2.3 详细分析设计的主要内容（1）对于以建设运行时间较多的水库，如果存在一些需要修改的内容，那么就需要暴雨级别的不同制定有效的整改方案，从而实现复式防洪的安全性，并且制定一些关于防洪预报的调度规章制度，并且还可以根据实际情况制定多套方案，从而达到水库的预报调度要求。就目前发展比较快的社会经济，对于大型的、调节性较高的水库，要根据总量控制的原则，使用逐级调节的方式，从而有利于预报调度规则指标值的实现。（2）如果新建水库满足以上两个（第一、第二）条件，要根据水库的实际现状来设计水库防洪调度的方式，主要根据一些

第３３卷第８期　２０１１年８月　人民　ＹＥＬＬ０Ｗ　黄河　ＲＩＶＥＲ　Ｖｏ１．３３．Ｎｏ．８　Ａｕｇ．，２０１１　

【水利水电工程】　

小浪底西霞院两水库日发电优化调度模型设计　

董泽亮，徐强　

（小浪底水利枢纽建设管理局，河南郑州４５００００）　

摘要：根据日水量调度指标，结合小浪底、西霞院梯级水库的调度特点，以小浪底水库近期发电出力（有功功率）过程　

为依据，计算小浪底、西霞院两水库日内机组优化出力过程。该模型可用于编制小浪底、西霞院两水库发电出力过程日　

前计划及动态推求发电出力实时滚动计划。可合理安排小浪底、西霞院两水库日内发电过程，在完成水量调度任务的同　

时，实现梯级水库发电经济调度。　关键词：梯级水库；发电计划；经济调度；数学模型；小浪底水库；西霞院水库　

中图分类号：ＴＭ６１２　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１３７９．２０１１．０８．０３９　

Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｄａｉｌｙ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ　ａｎｄ　Ｘｉｘｉａｙｕａｎ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　

ＤＯＮＧ　Ｚｅ—ｌｉａｎｇ，ＸＵ　Ｑｉａｎｇ　

（Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ　Ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄａｉｌｙ　ｑｕｏｔａ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｃａｓｃａｄｅ　ｍｓｅｒｖｏｉｍ’ｗａｔｅｒ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ　ａｎｄ　Ｘｉｘｉａｙｕａｎ　Ｐｍｊｅｅｔｓ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｃｅｎｔ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｒｏｅｃｓｓ　ｏｆ　Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ　Ｐｒｏｊｅｃｔ（ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ），ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｄａｉｌｙ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ　ａｎｄ　Ｘｉｘｉａｙｕａｎ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｉｓ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｕｐ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｃｈｅｄｕｌｅｓ　ｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ａｓｃｅｒｔａｉｎ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｐｌａｎｓ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｃｈｅｄｕｌｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｌｙ　ｔｈｅ　ｄａｆｆｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　Ｘｉａｏｌａｎｇ—　ｄｉ　ａｎｄ　Ｘｉｘｉａｙｕａｎ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｈｅｎｃｅ，ｂｏｔｈ　ｔａｓｋｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｏｕｔｐｕｔ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｓｃａｄｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ａｒｅ　ｒｅａｌｉｚｅｄ．