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发电运维Power Operation通口河流域梯级水电站优化调度运行探讨北川巴蜀通口河流域电力开发有限责任公司 陈军1 概况通口河水电厂总装机65.0MW（其中通口电站2×22.5MW，香水电站2×10.0MW），两站多年平均发电量3.2亿KW.h。
通口电站位于四川省北川县通口镇上游2.3 km 处，左岸属江油市，右岸属北川县，电站距北川新县城约46.0km，距江油市区约24.0km，是涪江一级支流通口河干流设计规划的七个梯级水电站的第五级。
电站于2002年9月动工建设，2004年8月并网发电投入商业运行。
通口电站工程由碾压混凝土重力坝、右岸引水系统、地面厂房和升压站等建筑物组成。
水库正常蓄水位598.0m，总库容3610.0万m³，调节库容97.0万m³，设计具有日调节性能。
香水电站位于涪江一级支流通口河下游的江油市香水乡境内，距上游通口电站11.6km，距江油市区23.0 km，是通口河干流设计规划的七个梯级水电站的第六级。
电站于1996年11月动工建设，1999年1月两台机组并网发电投入商业运行。
香水电站工程由碾压混凝土重力坝、右岸引水系统、地面厂房和升压站等建筑物组成。
水库正常蓄水位546.70m，总库容810.0万m³，调节库容84.0万m³，具有日调节性能。
前期两电站由同一公司下分别独立经营的子公司管理，在电站水库调度方面存在互相不适应和不配合的状况，后期企业为提高经济效益，提质增效，实施人力资源管理整合，形成一个电厂管理两个梯级水电站的运营管理模式。
2 优化调度的重要性水电是电力系统的重要组成部分，一方面水电可在电网中通过承担调峰、调频和事故备用发挥其容量效益，另一方面又替代火电电能发挥其环保效益。
这些效益的发挥好坏与水电站及其水库的合理调度方式紧密相关。
当系统中的水库群进行联合调度运行时，可获得径流补偿和库容补偿效益，这对提高流域梯级水电站运行的安全可靠性和经济性都是十分有利的。
流域梯级水电站优化调度的方法概述流域梯级水电站是指位于同一流域内的多个水电站组成的梯级系统。
优化调度是指通过科学的方法和技术手段，使梯级水电站在满足电能需求的同时，最大程度地提高水资源的利用效率和水能的开发利用能力。
本文将探讨流域梯级水电站优化调度的方法。
1. 水能资源评估和预测水能资源评估是流域梯级水电站优化调度的基础，通过对水文数据的分析和模拟，可以对流域内的水能资源进行准确的评估。
同时，建立预测模型，对未来一段时间内的水文情况进行预测，为优化调度提供参考依据。
2. 多目标规划模型流域梯级水电站的优化调度涉及到多个目标，如最大化发电量、最小化排洪量、最大化水库蓄水量等。
通过建立多目标规划模型，可以将这些目标进行量化，并通过运算得到最优的调度方案。
3. 系统仿真模拟流域梯级水电站是一个复杂的系统，涉及到多个水库、多个发电机组之间的相互作用。
通过建立系统仿真模型，可以模拟水库调度、水流传导过程等，以及各个站点之间的调度策略。
通过对不同的调度策略进行仿真比较，可以找到最优的调度方案。
4. 智能优化算法传统的优化方法对于大规模的梯级水电站系统来说，计算复杂度较高。
因此，采用智能优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，可以有效地解决这个问题。
通过遗传算法等方法，可以搜索解空间中的最优解，快速得到最优的调度策略。
5. 实时调度与决策支持系统实时调度是指根据当前的水情和电网负荷情况，对水电站进行即时调度。
通过建立决策支持系统，实时收集和整理数据，并基于模型和算法，给出合理的调度建议。
这样可以使梯级水电站的调度更加灵活和高效。
6. 多模型集成与协调由于流域梯级水电站的复杂性，不同的模型和方法可能会得出不同的调度策略。
因此，需要建立多模型集成与协调的方法，将不同的模型进行整合，并通过协同调度的方式，得到更加优化的结果。
结论流域梯级水电站在满足电能需求的同时，对水能资源的利用效率和水能的开发利用能力提出了更高的要求。
梯级水电系统发电优化调度研究及应用摘要：由于受到地区的环境和地势的影响，水电系统调度存在着很大的不确定因素，因为水电系统的实施要受到许多条件的限制，加上需要对经济效益和社会效益因素考虑，所以，水电系统调度一直是国内外学者研究重要课题。
随着我国对系统调度的不断研究和深入，水电系统调度进入梯级电站是必然趋势。
本文主要是梯级针对水电系统优化调度的研究和应用叙述，指出了梯级水电系统如何应用，为梯级水电系统应用提供理论支持。
关键词：梯级水电系统，优化调度，直接模式搜索abstract: due to the area of the environment and topography, hydropower scheduling system exist some uncertain factors, because the implementation of hydropower system is limited by many conditions, coupled with the need to consider the factors, economic benefit and social benefit so, hydro system scheduling is always an important subject in the study of scholars at home and abroad. with the continuous research and in-depth on the scheduling system in our country, hydropower scheduling system in cascade hydropower station is the inevitable trend of. this paper is aiming at the research and application of cascade hydropower optimal scheduling is described, pointing out how to cascade hydropower systemapplication, provide theoretical support for the application of cascade hydropower system.keywords: optimal scheduling of cascade hydropower system,, direct pattern search[中图分类号] tv697.1 [文献标识码]a[文章编号]随着我国不断加大对水电的开发力度和学者的不断深入研究，过去根据调度员的经验来制定水电计划已经不能够适应现在用电的需求了，现在大规模流域梯级电站的联合调度需要使用新的技术和系统。
梯级水电站调度运行的优化管理法国CNＲ公司成立于1933年，1934年获得罗纳河特许开发权。
其目标是运营并开发罗纳河，并与法国政府赋予其的3项重任保持一致，即水力发电、航运开发及为灌溉和其他农业用途供水。
1罗纳河水电梯级1．1径流式梯级电站罗纳河梯级电站是CNＲ公司的主要资产，总装机容量约3000MW，包括19座径流式水电站。
CNＲ公司特许开发权的范围涵盖瑞士边境至地中海之间的河道，也包括长330km宽阔航道上的14座船闸、长400km 的河堤和32座泵站。
罗纳河在法国境内长517km，流域面积约88500km2。
从阿尔卑斯山区的高山雪原到索恩（Saòne）子流域的缓流多雨，各支流水文条件差别较大。
在流域南部（塞文地区），支流甚至经常暴发洪水。
CNＲ公司运营的罗纳河开发项目为径流式电站的开发。
除雨季外，通过大坝拦河蓄水，将大部分水引至水电站和船闸所在河道，水轮机将水能转换成电能，通过高压电网输送给消费者，最后河水又流回至电站下游的罗纳河段。
拦河坝形成的小水库，可向下游持续泄放生态流量。
然而，水库库容非常有限，对罗纳河的日径流量影响较小。
由于库容较小，因此径流式电站的运行易受上游电站（包括罗纳河上游位于瑞士境内和法国境内某些支流上的其他水电站）及水文气象事件的影响。
1．2CNＲ公司项目开发及运行CNＲ公司项目开发遵守严格的管理制度，重点关注水利工程安全。
每个开发项目都有各自的运行规则曲线（图1），且这些曲线均是依据相关部门认可的规范确定，并符合防洪、航运、灌溉、核安全、环境、农业和旅游用途等相关方面的要求。
图1CNＲ公司在罗纳河开发项目的运行规则曲线实例在枯水期，水电站运行的库水位尽可能高，以确保通航；在汛期，尽量使库水位和尾水位（TWL）与大坝建设前的天然水位保持一致。
运用船载水工模型，借助预测控制，将设备控制在极小误差范围内。
在枯水期和汛期之间，即所谓的“发电期”，在调节正常蓄水位上下20 50cm范围库容优化电站出力。
梯级水电站调度运行的优化管理发布时间：2021-02-01T07:48:16.626Z 来源：《现代电信科技》2020年第15期作者：应其霖[导读] （国网东北分部绿源水力发电公司太平湾发电厂辽宁丹东 118000）（国网东北分部绿源水力发电公司太平湾发电厂辽宁丹东 118000）摘要：水电是传统的可再生能源，水电站能充分利用水资源进行发电以减少一次能源消耗。
传统对于梯级水电站优化调度主要以发电量最大、耗水量最小、总蓄能最大为目标。
但是随着电力市场的改革，单一考虑梯级水库的发电量已经不能满足电站的运行要求，在优化求解时必须考虑电量的时效性，因此兼顾分时上网电价的发电效益最大模型逐渐替代传统发电量最大模型。
在单一目标优化发展较为成熟的条件下，如何协调梯级水库之间水电协调关系成为实践中的重要问题，基于此专家学者们提出了兼顾梯级水电站对发电和耗水需求的多目标优化调度模型，在保证水电调峰能力的同时，提高发电量，很好的解决梯级水电站不同量纲各种任务要求相互冲突的调度问题。
关键词：梯级水电；优化调度；优化算法一、梯级水电站运行1.1水电资源运用的问题众所周知，任何一种技术都不是完美的，都需要不断的进行改良以适应不断变化的形势。
如今也是如此，水电站在运行的过程中造成的水资源浪费的现象是当下水利工程中已经出现并且必须要解决的问题，再加之不同流域内梯级水电站分布和调节性能的不同，所带来的各种问题，就需要很好的调度和科学的管理。
从另一个方面来说，流域集控中心这种管理模式的出现，给梯级水电站调度管理提供了新的变化，需要对此进行进一步的调整。
梯级水电站就是在一个流域内根据水流的流量分设的不同大小的梯级电站，以此来实现水资源的最大化利用，实现电能的扩大化。
在这一阶段的实现过程中，存在流域内不同地方水流量影响下造成发电量的不同，所以同一流域的负荷量不同，导致很多电资源白白浪费得不到很好的应用。
1.2梯级水电站经济运行和调度必要性水利发电站电网系统并入国家电网，对于自身的意义是非常大的，这有利于水电站自身建设逐步朝着规范化和可持续化发展，同时，在不断实现电力整合计划的过程中，梯级水电站实现了经济运行，发电性能得到提高，减少了由于多电导致的电力浪费和由于少电造成的电力不论状况，发电性能进一步提高，为缓解我国资源紧张的局面具有建设性的作用。
流域梯级水电厂联合优化调度探究随着能源需求的不断增加和环境保护的日益重要，水电资源成为了一个备受关注的热门话题。
在水电资源的开发利用中，流域梯级水电厂联合优化调度是一项重要的工作。
本文将对流域梯级水电厂联合优化调度进行探究，分析其意义和挑战，并探讨未来的发展方向。
一、联合优化调度的意义1.提高水电资源利用率流域梯级水电厂联合优化调度能够统一管理和调度水电资源，最大限度地提高水电资源的利用率。
通过合理的调度安排，可以充分利用梯级水电站之间的水能转移和互补优势，实现水能资源的最大化利用。
2.提高电力系统的稳定性联合优化调度能够对流域水电站进行统一调度管理，使得电力系统的运行更加稳定可靠。
通过合理分配水能资源，可以有效地降低电力系统的负荷峰值，提高电网的供电能力，确保电力系统的稳定运行。
3.降低环境污染水电资源作为清洁能源，其开发利用对环境的影响相对较小。
流域梯级水电厂联合优化调度能够最大限度地提高水电资源的利用效率，减少对传统火电的依赖，进而降低环境污染。
1.水资源的不确定性流域水电站联合优化调度面临着水资源的不确定性，如降水量的不确定性、水位波动等因素都会对调度决策产生影响。
如何应对这些不确定性，提高调度决策的准确性和稳健性是一个亟需解决的挑战。
2.多方利益的协调流域梯级水电站涉及到多个利益主体，如各个水电站的所有者、电力系统运营商等。
如何在各方的利益之间进行协调，达成共识，实现联合优化调度是一个复杂的问题。
3.系统规模的复杂性流域梯级水电站联合优化调度涉及到多个水电站的联合调度，系统规模庞大，变化复杂。
如何建立高效的模型和算法，实现对系统规模的快速调度优化成为了一个挑战。
三、未来发展方向1.建立多源数据融合的模型未来在联合优化调度领域，可以尝试建立多源数据融合的模型，集成水文数据、气象数据、电力系统数据等多种信息源，为决策提供更为全面的信息支持。
2.采用智能优化算法在联合优化调度中，可以尝试采用智能优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，通过不断的迭代求解，找到最优的调度策略。
浅谈小江河梯级水电站优化调度实践方法摘要：小江河流域上的梯级冒烟洞一、二、三、四级电站为泸西县网的骨干电站，梯级电站间联系紧密，如何通过优化调度，提高水能利用效率，是我们需要解决的问题。
本文分析了小江梯级水电站的特点，充分考虑水电站机组运行特性，将传统电站出力改为经过厂内优化运行的出力，提出了小江梯级水电站的电站流量联系和水流时间关系，可实现梯级电站之间的性能匹配和发电最优。
依据梯级调度规则并结合作者多年的运行经验，在调度管理上对小江河梯级电站优化调度总结出了几点针对小江梯级电站经济运行的方法。
关键词：小江河；梯级电站；优化调度；流量联系；时间联系引言泸西县从1995年以来，国民经济发展迅速，尤其是冶炼、蔬菜种植、加工工业、城市居民用电的迅猛发展，用电负荷激增。
如何合理、经济利用好现有的网内小水电资源，充分发挥出占县网装机容量的66.3%的小江河梯级电站的效率，已成为一个重要的课题。
衡量一个河流梯级的效益大小，不在于梯级中个别电站的效益大小。
一个梯级总厂的整体效益大于该梯级内各个电站效益之和。
这个道理是显而易见的。
因此，在调度管理上，梯级电站的管理应该把整个梯级的宏观效益放在首位，再进行电站和机组间的优化调度和负荷分配，使水能资源利用最充分、最合理，机组设备的利用效率最高。
一、泸西县水资源概况泸西县位于云南省东南部，是红河州的北大门。
县境内东北高、西南低，最高海拔2459米，最低海拔820米，属北亚热带季风气候，国土面积1674km2，年均降雨量979mm，其中：6-9月降雨占全年降雨总量84.3%，形成干湿分明，春旱夏涝的气候特征。
多年平均降水深度为969mm，多年平均径流362.17mm，水资源总量为（径流量）5.5941亿m3，泸西县入境水量为1.458亿m3，从曲靖地区的师宗县、陆良县引入，泸西县出境水量6.3127亿m3，主要流入弥勒县和南盘江。
1978年泸西县动工兴建了“西水东调”工程，将金马河与板桥河、阿味水库人为地和小江河串通，洪水、清水均可有控制地东调集于小江河中游的中枢坝子，出于工农隧洞，进入小江下游地段，为泸西县水电站的开发开拓了水资源基础。
第30卷第1期中国电机工程学报V ol.30 No.1 Jan.5, 201020 2010年1月5日Proceedings of the CSEE ©2010 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号：0258-8013 (2010) 01-0020-07 中图分类号：TM 73 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40梯级水电站水库蓄能利用最大化的长期优化调度郭壮志，吴杰康，孔繁镍，祝宇楠(广西大学电气工程学院，广西壮族自治区南宁市 530004)Long-term Optimization Scheduling Based on Maximal Storage Energy Exploitation ofCascaded Hydro-plant ReservoirsGUO Zhuang-zhi, WU Jie-kang, KONG Fan-nie, ZHU Yu-nan(School of Electrical Engineering, Guangxi Univeristy, Nanning 530004, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China)ABSTRACT: A hybrid water spillage strategy for cascaded hydro-plants was proposed to realize the optimal distribution of water resource. By taking cascaded hydro-plants as a whole, a novel long-term optimization scheduling model named maximal storage energy exploitation model was established based on the rules of minimizing water spillage electric quantity for the last hydro-plant, maximizing electric quantity increments and total power output of cascaded hydro-plants. A detailed mathematical model for water head was constructed, which can describe relations among water volume, water discharge, water spillage, forebay elevation and tailrace elevation. By using recursion thought, a mathematical model for water volume was presented which is composed by water spillage and water discharge. A proportion strategy and equivalent storage capacity constraint condition were applied to describe the characteristics of daily regulating hydro-plant. To testify the effectiveness of the novel model, an example for three hydro-plants was executed. The simulation results prove that the model can realize the optimal distribution of water resource and enhance the synthesis electricity generation benefit of cascaded hydro-plant.KEY WORDS: cascaded hydro-plant; maximal storage energy exploitation; long-term optimization scheduling; beneficial water spillage strategy; equivalent reservoir capacity 摘要：以强迫弃水和有益弃水的混合弃水策略为基础，将梯级水电站看作一个整体，建立蕴涵末级水电站弃水电量最小、水力资源电站间分配时的发电量增益最大和水电站总发电量最大的梯级水电站水库蓄能利用最大化长期优化调度数学模型。
构建了描述蓄水量、发电引用流量、弃水流量、水库前池水位和放水路水位之间关系的水电站水头特性详细数学模型。
基于递归思想，建立以弃水流量和发电引用流量表示的水库蓄水量表达式。
针对日调节水电站在长期优化调度中的特殊性，采用比例放大策略，建立了水库的等效库容约束条件。
以一个三级水电站为例进行仿真分析，以混合弃水策略为基础的水库蓄能利用最大化优化调度数学模型可以提高约4%的综合发电量，表明了有益弃水策略在合理分配水力资源和提高电站综合发电效益方面的有效性。
关键词：梯级水电站；蓄能利用最大化；长期优化调度；有益弃水策略；等效库容0 引言理论和实践表明，充分利用水能，优先开发水电能源，提高水能利用率，对于合理开发和使用其他非可再生能源如燃煤资源等具有重要作用[1-4]。
由于水电站来水随机性及空间分布不均衡性等因素的影响，自然调节并不能够实现水力资源的可持续高效利用，从而影响电能利用的连续性和稳定性，因此人们通过兴建水库的方式和采用现代优化技术[5-14]的手段进行优化调控，来实现水力资源在时间和空间上的合理分配。
梯级水电站之间存在电力和水力方面的双重联系，如何建立有效的电能生产优化调度数学模型来协调梯级水电站之间水资源的利用和分配已经成为当前研究的热点[15-23]。
目前，围绕着调度期内发电量最大[15-16]、水库蓄能最大[17]、调峰效益最大[18]、耗水量最小[19]及发电收益最大[20-23]等运行目标，建立了大量优化模型，其中基金项目：国家自然科学基金项目(50767001)；国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2007AA04Z197)；广西自然科学基金项目(桂科自0640028)；广西高校百名中青年学科带头人资助计划项目(RC20060808002)；广西壮族自治区教育厅科研项目(200808MS150)和广西壮族自治区研究生教育创新计划项目(105930901001, 105930904068)。
Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50767001); The National High Technology Research and Development of China(863 Programme) (2007AA04Z197)．第1期郭壮志等：梯级水电站水库蓄能利用最大化的长期优化调度 21一些已经应用到工程实践中，提高了水电站运行的综合经济性。
上述所建优化调度数学模型对弃水处理大部分采用的是强迫弃水策略，即当水电站水库蓄水水位超过最大限制水位时产生弃水。
理论上该弃水策略并没有真正实现弃水的重复利用及其在梯级水电站之间的合理分配。
本文针对以发电为主的梯级水电站，采用强迫弃水和有益弃水相结合的弃水策略，建立能够描述水电站发电量最大、水力资源在梯级水电站之间的重新有益分配和最后一级水电站弃水损失最小的梯级水电站水库蓄能利用最大化的长期优化调度数学模型。
通过对现有以强迫弃水策略为基础的发电量最大优化调度数学模型和本文所建的优化调度数学模型的调度结果进行比较分析，表明所建模型能够实现水电站水能的合理分配和高效利用，提高了水电站的整体发电效益。
1 梯级水电站蓄能利用最大化优化调度策略1.1 强迫弃水与有益弃水相结合的水力资源分配强迫弃水策略的目的是在满足发电用水需求的同时，使水力资源最大程度地存储在水电站水库中，满足以后调度期内水电站发电用水的需求。
这种弃水策略对于单一运行的水电站是合理的，能够实现水力资源的可持续利用，然而梯级水电站之间既有电气的联系又有水力方面的联系，仅仅采用强迫弃水策略将不能够实现水资源的最优分配。
本文提出采用强迫弃水与有益弃水相结合的水资源分配策略，目的是为了实现弃水的重复利用，最大可能地发挥水力资源的发电效益。
在本文中，有益弃水指当上一级水电站在满足运行约束条件下，存储在水库中的部分水力资源如果在下一级水电站中利用能够增加梯级水电站总的发电效益将产生人为的放水。
采用1、2、3三级梯级水电站来解释有益弃水策略的水资源分配原理如图1所示。
Z i，iZ，Q i，S i(i=1, 2, 3)分别为水电站i的初始前池水位、产生有益弃水后的前池水位、发电引用流量和有益弃水流量。
图1三级梯级水电站Fig. 1 Three cascaded hydro-plants假定水电站的尾水水位和发电引用流量保持不变，水电站1损失的瞬时发电量为11119.81()P Z Z QΔ=−(1) 水电站2的瞬时发电量增益为22229.81()P Z Z QΔ=−(2) 水电站3的瞬时发电量增益为33339.81()P Z Z QΔ=−(3) 三级梯级水电站总瞬时发电量的增益为231P P P PΔ=Δ+Δ−Δ(4) 若水电站1的水库库容远远大于水电站2和3的水库库容，则水电站1适当的有益弃水不会使1PΔ太大，却可以增加水电站2和3的发电水头和发电流量，从而使水电站2和3的瞬时发电量增益之和23P PΔ+Δ有较大的值，使得梯级水电站总的瞬时发电增益PΔ大于零。
因此，有益弃水策略的目的就是实现水力资源在梯级水电站之间的重新分配以便实现最大的发电效益，对于实现水力资源的持续高效利用具有重要的意义。
针对梯级水电站的最后一级水电站仅采取强迫弃水策略，以便尽可能减少由于弃水而产生的发电效益损失。
在实际情况中有益弃水还可以增加下游水电站的发电引用流量，使得PΔ的值有适当的增加。
1.2 蓄能利用最大化优化调度数学模型1.2.1 目标函数在混合弃水策略的基础上，将梯级水电站作为一个整体处理，使最后一级水电站在调度期内的强迫弃水电量达到最小，同时重新合理分配梯级水电站间的水力资源，使以发电为主的梯级水电站获得最大的发电效益即水库蓄能利用的最大化。
