汉江上游梯级水库联合调度研究

金沙江下游梯级水库群优化调度研究及应用当前,全球变暖、能源短缺、环境污染等问题成为全社会关注的焦点,大力推进新能源、可再生能源开发,成为解决能源问题、缓解环境危机的关键。

水电作为占有率大、利用率高、技术成熟的清洁能源,承担着防洪、发电、调峰、航运、供水、生态调节等各项重任,在我国能源战略发展中具有重要的地位。

随着大规模水库群相继群投产运行,如何在保障防洪安全的前提下实现水资源在各水库间的合理分配与高效利用、协调各调度目标效益均衡优化,成为当前学术研究和工程应用中的关键科学问题。

本文以金沙江下游水库群实际调度运行现状为背景,结合水资源优化配置理论、系统科学方法以及多目标效益均衡优化方法,深入研究了水库群优化运行建模的理论及其模型求解方法。

提出的研究思路和方法可为保障流域用水安全、提高水资源利用率提供理论支撑。

相关研究成果已在金沙江梯级调控中心“金沙江梯级水调管控一体化平台”上集成应用。

论文的研究内容和创新性成果如下:(1)以高效求解金沙江下游水库群多目标优化调度问题为切入点,本文引入了非支配排序遗传策略改进并完善万有引力算法[1]框架,提出了基于非支配排序遗传策略的改进万有引力算法(MGSA-NSGA-Ⅲ)。

该算法从非支配排序遗传算法[2]中提取非支配排序策略和参考点选择机制来保证种群多样性,并结合混沌变异策略,改进种群进化过程。

通过标准测试函数对算法性能进行测试,测试结果表明,MGSA-NSGA-Ⅲ算法能够高效求解多维度、非凸、非线性、非连续以及复杂约束下多目标优化问题。

(2)以充分发挥枯水期梯级水库群综合经济效益为目标,本文在分析历史径流数据基础上,提炼出不同水平年来水变化规律,构建了梯级水库群枯水期联合优化调度模型,并将该模型运用于金沙江下游梯级水库群枯水期水位消落方式优化调度研究。

此外,研究工作在本文提出的优化算法框架基础上,引入了并行计算工艺进行算法实现和模型求解,提出了不同来水频率下,梯级水库群最优水位消落方式。

梯级流域水电厂集中控制运行管理模式摘要：梯级流域水电厂集中控制运行管理是指通过设立的集控中心，对分散在流域上下游的各梯级水电站进行远程调度、控制、管理，促进梯级水电厂运行管理效率的提升。

因此，本文以梯级流域水电厂为出发点，首先明确了其集控运行管理模式的特点，并就其少人值守模式、远程集中管控模式、各部门协同联动模式及统一安全管理模式等进行了分析，以期为该运行管理模式的优化调整提供经验借鉴。

关键词：梯级流域水电厂；集中控制；运行管理梯级流域水电厂的各梯级水电站位于流域的上下游，部分水电站的地理位置偏僻，地理环境较差，交通不便增加了运行管理的难度。

而集中控制运行管理模式采用现代化监控系统、自动化技术、通信技术等，打造梯级水电站集群的集控网络，实现远程集中控制运行，为梯级流域水电厂日常运行管理提供了最优的技术解决方案。

1.梯级流域水电厂集中控制运行管理模式的特点1.1集中远程控制一是联合调度，将各梯级流域水电站视为一个整体，由集控中心进行统一调度，被控电厂执行调度命令，实现各梯级的协联调度运行；二是集中控制，以集控中心为监控系统顶层，在各梯级布设监控系统，构建梯级流域水电站全面覆盖监控网络，实现集控中心对被控水电站机组、设备等的远程遥控；三是统一管理，基于监控系统与水调自动化系统打造出梯级调度中心，对整个梯级流域被控水电站进行集中控制，并借助集中远程控制网络对各梯级进行集中管理，包括日常的巡检、设备检修等各项工作，集中整个梯级流域水电厂的人力、技术、管理资源，发挥出集群效应，实现管理效率的最大化。

1.2无人或少人值守模式梯级流域水电厂集控系统的运行，为无人或少人值守提供了技术支撑。

无人或少人值守是指水电站完全封闭，无需安排人员值守，借助水电站安装的监控系统，由控制中心进行水电站机组设备的远程遥控与遥调，而日常的巡检与卫生工作，则是定期安排人员进行。

集中控制是无人值守的前提，需要各梯级流域水电站具备较高的自动化水平，在远离水电站的控制中心，只需安排少数的工作人员就可完成整个梯级流域水电厂的日常调度、运行管理等工作，降低运行成本的同时，促进水电厂效益的优化。

Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2023, 12(4), 347-357 Published Online August 2023 in Hans. https:///journal/jwrr https:///10.12677/jwrr.2023.124039长江流域上游水文情势变化分析计算钟斯睿，郭生练*，谢雨祚，杨媛婷，汪 芸，王 俊武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉收稿日期：2023年7月11日；录用日期：2023年8月12日；发布日期：2023年8月24日摘要长江流域上游水库陆续建设运行，改变了天然河流水文情势。

本文基于宜昌站1949~2022年实测流量序列，应用Mann-Kendall 检验法并考虑上游梯级水库建设进程，将流量序列划分为1949~1995年、1996~2014年和2015~2022年三个时期。

采用IHA-RVA 法分析计算长江流域上游水文情势变化，在气候变化和上游梯级水库联合运行调度背景下，1996~2014年长江上游整体水文改变度为49.2%，呈中度改变；近年由于乌东德、白鹤滩等大型水库建成运行，2015~2022年整体水文改变度上升至74.2%，呈重度改变；月均流量、极端流量和流量变化率分类指标均发生重大变化。

关键词梯级水库，水文情势，IHA-RVA 法，长江上游，宜昌水文站Analysis of Hydrological Regime Alteration in the Upper Yangtze River BasinSirui Zhong, Shenglian Guo *, Yuzuo Xie, Yuanting Yang, Yun Wang, Jun WangState Key Laboratory of Water Resources Engineering and Management, Wuhan University, Wuhan HubeiReceived: Jul. 11th , 2023; accepted: Aug. 12th , 2023; published: Aug. 24th , 2023AbstractAs the construction and operation of the cascade reservoirs in the upper Yangtze River basin, the hydro-logical regime has been altered from its natural conditions. Based on the measured flow series of Yi-chang hydrological station from 1949 to 2022, the flow data series is divided into three periods including 1949~1995, 1996~2014 and 2015~2022 by using the Mann-Kendall test method and considering the construction process of upstream cascade reservoirs. The IHA-RVA method is applied to analyze the hy-作者简介：钟斯睿(1999-)，男，硕士研究生，主要从事水文水资源的研究，*通讯作者长江流域上游水文情势变化分析计算drological regime in the upper Yangtze River basin. The results show that the overall hydrological re-gime alteration is a moderate change (49.2%) from 1996 to 2014, and a severe change (74.2%) from 2015 to 2022 as the construction of the upstream large-scale cascade reservoirs. The large alteration is mainly reflected in the indicators such as monthly average flow, extreme flow, and flow change rate. KeywordsCascade Reservoir, Hydrological Regime, IHA-RVA Method, Upper Yangtze River, Yichang Hydrological StationThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言长江作为亚洲第一大河，其上游径流充沛且较为稳定，天然河道落差大、流量大，水能资源丰富，水电开发条件优越。

调研报告范文格式模板落实科学发展观，优化水库调度科学发展观给梯调中心如何做好梯级水库优化调度工作提供了强大的理论武器和思想指导。

20某某年，在流域来水较丰的形势下，我们以科学发展观为指导，不断增强了工作的预见性、主动性、科学性，合理运用某某、隔河岩的调节库容和某某电站新投入的产能，充分利用水能资源，积极开展某某梯级电厂运行方式优化工作，不仅确保了流域安全度汛、实现了某某全厂投产发电的目标，而且也创下了可观的发电效益，书写了新的历史纪录。

科学发展观要求深刻认识变化的形势，不断增强工作的预见性。

梯调中心汛前充分准备，提前腾库迎汛，有效减少了弃水。

汛前，公司领导和梯调中心仔细分析了今年某某工程的特点以及来水预测和电力市场的形势，确立了某某在汛前期提前消落水位腾空库容迎接汛期、隔河岩保持相对高水位运行的基本调度原则。

汛初，由于4、5月某某投入机组较少发电产能有限，梯调中心提前加大发电出力消落水位腾库，以避免弃水，同时保持隔河岩高水头运行充分发挥水头效益。

科学性是科学发展观的重要方面。

梯调中心准确预报洪水，为科学调度提供了依据。

20某某年7、8两月暴雨频繁，中心调度人员结合气象预报严密监视，准确预报了各次洪水，为梯级枢纽水库调度和电力调度提供了准确的科学依据。

梯调中心结合天气和来水预报，安排三个梯级利用加大出力的方式消化来水，在两次暴雨的间隙入库流量有所消退时抓紧消落水位，以尽快腾出库容迎接下一场洪水；某某、隔河岩水库水位则长时间保持在较为安全的水平没有弃水。

8月27~29日三天流域降雨高达112.5mm，导致某某入库洪峰4500m3/，梯调中心及时把某某日发电量加大到3000万kwh以上的水平，预计在不弃水的情况下库水位最高可涨至399m附近。

但省防指权衡长江及全省防汛形势，为确保防汛安全，命令某某梯级水库开闸弃水。

弃水期间梯调中心密切关注某某及长江的防洪形势及后期天气变化趋势，一旦防洪安全形势变得明朗，则及时与省防指汇报和沟通，使某某梯级水库及时停止了泄洪。

乌江梯级水库联合优化调度方案研究随着人口的不断增长和经济的快速发展，水资源的合理利用与安全调度变得尤为重要。

乌江梯级水库位于中国贵州省，是该地区重要的水利工程之一。

为了更好地满足乌江下游的用水需求、保障农田灌溉和水电发电，乌江梯级水库的联合优化调度方案被提出并引起了广泛的关注。

一、乌江梯级水库概述乌江梯级水库由一系列多个水库组成，其中包括乌江源水库、寨黎水库、黄果树水库、云雾山水库等。

这些水库相互之间通过调度水位，实现联合调度。

乌江梯级水库集水面积广阔，水库容积大，有较好的水能调配能力。

二、优化调度原则乌江梯级水库联合优化调度方案的制定需要遵循以下原则：1. 综合考虑上下游水库的水文情况，确保流域内各个水库的运行安全；2. 平衡上下游的洪水调度，避免洪水灾害的发生；3. 尽量满足下游农田灌溉和城市生活用水的需求；4. 充分利用水库的水能，提高水电发电效益。

三、优化调度模型针对乌江梯级水库联合优化调度方案的制定，可以采用优化调度模型。

该模型基于水文数据、水库特性和目标函数，通过数学方法计算最优的调度方案。

常见的优化调度模型有线性规划、动态规划和遗传算法等。

四、调度方案分析通过应用优化调度模型，可以得到多种调度方案，并进行方案之间的比较和分析。

在考虑乌江梯级水库的调度方案时，应综合考虑下游农田灌溉、城市用水和水电发电等因素。

根据实际情况和需求，可以确定最优的调度方案。

五、调度方案实施与效果评估将制定好的调度方案实施于乌江梯级水库，通过实际调度运行情况进行监测和评估。

根据评估结果，及时调整和优化调度方案，以适应变化的情况和需求。

同时，应考虑调度方案对水库周边环境和生态的影响，实现水资源的可持续利用。

六、优化调度的挑战与展望乌江梯级水库联合优化调度方案的制定面临着一些挑战，如水文数据的获取与精度、调度方案的实施问题等。

未来，可以结合先进的水文模型、水情预报和智能技术，进一步改进调度方案，提高水资源的利用效率和水库的调度能力。

长江上游流域水库群调蓄对三峡-葛洲坝梯级电站运行影响分析梁志明1，2*，戴凌全3，侯雨坤4，郭乐1，2，熊江涛1，2（1.中国长江三峡集团公司，北京100038；2.三峡水利枢纽梯级调度通信中心，湖北宜昌443133；3.三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002；4.中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉430071）摘要：长江上游流域支流众多，水能资源丰富，现已形成国内规模最大的混联式梯级电站群。

三峡-葛洲坝梯级电站作为长江上游流域梯级电站最后一级，运行受到上游水库群调蓄作用的影响。

以三峡水库上游26座关键控制性水库1997—2016年运行资料为基础，阐明调蓄影响下三峡-葛洲坝梯级电站入库流量变化规律，量化上游水库群调蓄作用对三峡-葛洲坝梯级电站发电量的影响。

结果表明：上游水库群调蓄整体呈“汛期拦蓄，枯期补水”态势，优化了三峡水库年内入库径流分配，增加了三峡-葛洲坝梯级电站发电量。

以2016年为例，上游水库群调蓄作用使三峡-葛洲坝梯级电站增加发电量4.001×109kW·h ，增加发电量主要集中在枯水期。

研究成果可为三峡-葛洲坝梯级电站中长期计划编制提供决策参考，有助于提升梯级电站调度运行水平。

关键词：长江上游流域；水库群调蓄；三峡-葛洲坝梯级电站；入库流量；发电量；调度分期中图分类号：X826文献标识码：A文章编号：2096-2347（2020）01-0068-10收稿日期：2020-02-22基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2013CB036406）。

作者简介：梁志明（1990—），男，工程师，硕士研究生，主要从事流域水文预报、梯级水库群联合调度研究。

E-mail:***************.cn 引用格式：梁志明，戴凌全，侯雨坤，等.长江上游流域水库群调蓄对三峡-葛洲坝梯级电站运行影响分析[J].三峡生态环境监测，2020，5（1）：68-77.Citation format:LIANG Z M,DAI L Q,HOU Y K,et al.Impact of dispatching of reservoirs in the upper Yangtze River on the operation of Three Gorges-Gezhouba cascade hydroelectric stations[J].Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges ，2020，5（1）：68-77.三峡生态环境监测Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges2020年3月Mar.2020第5卷第1期V ol.5No.1DOI ：10.19478/ki.2096-2347.2020.01.10Impact of Dispatching of Reservoirs in the Upper Yangtze River on theOperation of Three Gorges-Gezhouba Cascade Hydroelectric StationsLIANG Zhiming 1,2*,DAI Lingquan 3,HOU Yukun 4,GUO Le 1,2,XIONG Jiangtao 1,2(1.China Three Gorges Corporation,Beijing 100038,China;2.Three Gorges Cascade Dispatch &Communication Center,Yichang443133,China ；3.College of Hydraulic and Environmental Engineering,China Three Gorges University,Yichang 443002,China ；CC Second Harbor Consultants Co.,Ltd,Wuhan 430071,China)Abstract:The upper Yangtze river has many tributaries and abundant water resources.It owns the largest mixed-flow cascade res⁃ervoir group in China.The Three Gorges-Gezhouba cascade hydroelectric station is the last one of the group and its operation is deeply affected by the dispatching of the upstream reservoirs.Based on the 1997-2016operational dispatching data of 26key reser⁃voirs in the upper reaches,their influences on the inflow variation and power generation of the Three Gorges-Gezhouba cascade hy⁃droelectric stations were clarified.The results show that the dispatching pattern of “storing water during flood season and supply⁃ing water in the dry season ”in the upstream reservoir group optimizes the inflow distribution during the year,and increases the power generation at the Three Gorges-Gezhouba cascade hydroeletric stations.Under the dispatching level in 2016,the annual stor⁃age capacity of the upstream reservoir group increased the annual electricity by 40.01billion kW·h for the Three Gorges-Gezhouba cascade hydroelectric stations,and the increase was mainly concentrated in the dry season.The results can provide reference for□水资源变化与影响分析第5卷第1期69the medium and long-term planning of the Three Gorges-Gezhouba cascade hydroeletric stations,and are conducive to improving the dispatching level of the cascade stations.Key words:upper Yangtze River;reservoirs dispatching;Three Gorges-Gezhouba cascade hydroeletric station;inflow;power gener⁃ation;dispatching seasons长江上游水能资源丰富，占全国水能资源蕴藏量的1/3，规划有金沙江、雅砻江、大渡河、乌江和长江上游干流五个水电基地，装机容量1.756×108kW ，占全国规划的十三大水电基地的59.23%。

水库调度原则的适用性及调整的可行性研究作者：詹正福陈开杰来源：《城市建设理论研究》2012年第28期【摘要】水库的调度关系着防洪区人民的安全问题，但是现在随着社会的发展变化，水库调度的原则部分需要进行调整。

本文简单的介绍了水库调度的原则与实用性，以及现在对水库调度的要求，分析了调整的可行性。

【关键词】水库调度原则适用性调整可行性中图分类号：TV62文献标识码：A 文章编号：水库调度是指运用水库的调蓄能力，按来水蓄水实况和水文预报，有计划地对入库径流进行蓄泄。

在保证工程安全的前提下，根据水库承担任务的主次，按照综合利用水资源的原则进行调度，以达到防洪、兴利的目的，最大限度地满足国民经济各部门的需要。

一、水库调度的基本原则在保证安全的前提下，充分发挥水库综合利用最大效益，当安全与兴利二者发生矛盾时，必须服从安全。

水库运行应以水库调度图为依据，水库调度应充分利用水头和水量，提高水量利用率。

丰水期水电尽量要安排多发，减小弃水。

枯水期水电一般担任电力系统调峰和事故备用，有计划消落水位，防止多用超发，除特殊情况外，水库水位不得低于死水位以下运行。

在汛期应严格执行规定的防洪限制水位，当超过防洪限制水位时，水库的蓄、泄由水库所在地区的防汛指挥部（地区三防）调度。

水库拦截洪水尾巴必须经防汛管理部门批准，并备案。

水库防洪限制水位以下，由中调调度。

水库运行中，如发现水工建筑物有险情，或遇重大水情有可能超过防洪限制水位，或泄流超过下游允许的安全泄流量等重大问题时，应及时报告上级主管部门。

当超过容许时间尚未得到上级批复时，为了保护水电工程和设备及上下游的安全，水电厂有权先行处理，但应立即报告上级及中调值班调度员。

二、水库调度存在的问题1、水库调蓄性能差，资源调配手段少除少数水库具有多年调节性能外，湖南省大多数水库为季调节或径流式，调节性能差。

目前，全省已建成库容在1.0亿m3以上的大型水库和电站43座，有18座为径流式或日调节水库，占41.9%，有10座仅具备季调节性能，占23.3%。