水電廠水庫調度管理工作優化措施探討

黃勁峰（湖南省電力公司鳳灘水力發電廠，湖南　沅陵　419600）

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水電廠水庫調度管理工作優化措施探討

黃勁峰（湖南省電力公司鳳灘水力發電廠，湖南沅陵419600）

本文簡要闡述了水電廠水庫調度工作的重要性，概括分析了水電廠水庫優化調度的分類以及存在的問題，對今后水庫優化調度工作的優化措施進行了探討、以期能夠為水電廠水庫調度管理工作提供一定的理論借鑒。

水電廠；水庫調度；管理工作；優化措施

引言

隨著我國改革開放的不斷深入，作為國民經濟基礎的電力行業也由計劃經濟逐漸向市場經濟進行轉變。水電廠水庫調度工作被賦予了嶄新的意義，同時也面臨著各種發展機遇和挑戰。水電廠水庫調度工作的質量直接決定了到企業的安全性以及經濟效益。因此，有理由相信水庫調度工作已成為水電廠生產管理的中心環節，那么研究和摸索水電廠水庫優化調度方法是做好水庫調度工作的重要基礎，同時也是在最大程度上實現水電廠水庫效益的關鍵環節。

1　水電廠水庫調度的重要性

水電廠水庫調度的目的就是以水利樞紐的相關規劃設計標準為依據，綜合考慮和分析實際情況，有效的利用水電廠的水庫庫容，合理的進行水源調節，同時在滿足工程安全的前提下，科學的處理蓄水與泄洪之間的關系，合理地對洪水進行調度，充分地發揮水利樞紐工程的功能，從而大大的提高水利資源的綜合效益。

通常情況下，以發電為主的大型或者中型水電廠是綜合利用水資源的重要部門，肩負著防洪與興利的主要任務。因此，應該在確保水利大壩安全的條件下，應當盡可能的維持較高的水頭和降低棄水，從而確保滿足電力系統發電的需求。在這種情況下，水庫管理工作人員應當以水利樞紐規劃設計為基礎，充分考慮水文特征、氣象特征、具體的工程狀況、當年徑流預報資料以及系統的相關要求等，合理的編制一套完善的水庫調度方案，從而選擇合理的水庫調度管理工作方式，確保實現水電廠的最大化經濟效益。

2　水庫調度分類

根據水庫調度方式不同，水庫調度可以分為不同的類型。

根據調度目標可以將水庫調度劃分為興利調度、防洪調度、綜合利用調度。其中，防洪調度主要是按照河流上游防洪要求、下游防洪要求、水庫防洪要求、環境條件、洪水特證以及工程狀況等來進行編制。興利調度不但包括發電調度以及灌溉調度，還包括工業供水、城市供水以及航運等對水庫調度的要求。當水庫肩負著發電、防洪、灌溉、供水以及航運等諸多任務時，就應當遵循綜合利用的原則，全面協調和滿足國民經濟各個部門的需求，從而有效的提高水庫的綜合利用效益。

根據水庫數量可以將水庫調度劃分為單一水庫調度以及水庫群聯合調度。為了充分的反映出水庫調度的原則和方法，水庫調度通常會由單一水庫調度著手做起，然后逐步延伸至水庫群的聯合調度。水庫群的聯合調度包括并聯水庫調度、梯級水庫群調度以及混聯水庫群調度。并聯水庫是指位于不同河流或同一河流的不同支流上的水庫群，各水庫水電站之間僅有電力聯系，但在同一河流不同支流上的水庫群還要共同肩負下游水利部門的防洪興利等任務。梯級水庫群則是指位于同一河流的上游、下游且以串聯形式形成的水庫群，各個水庫之間具有直接的徑流關系。混聯水庫群則是由串聯水庫群和并聯水庫群形成的組合式水庫群。

根據調度周期可以將水庫調度劃分為中長期水庫調度以及短期水庫調度。如果水庫具有年調節之上的性能，那么應該首先安排調節年度內的運行方式、供水情況以及蓄水狀況等。具體來講，就是以水庫調度為核心，主要表現為：①平衡電力系統的長期電力電量；②編制設備檢修計劃；③確定水庫的備用方式；④預報和分析水庫入流；⑤調控洪水；⑥優化水庫群調度，等。短期水庫調度的內容主要包括：①平衡電力系統的日電力電量以及周電力電量；②合理分配并預測水火電廠有功負荷以及無功負荷；③確定合理的備用容量以及接入方式，等。經濟運行的內容主要體現在四個方面：①動力設備的動力特性與指標；②合理分配機組間負荷；③最優運轉機組數的起動計劃、停用計劃；④最優機組的起動計劃和停用計劃，等。

3　水庫調度管理存在的問題

水庫調度管理存在的問題可以客觀和主觀兩方面來分析：①客觀原因方面：在水庫調度過程中由于水庫調度管理部門往往過度注重水庫的安全及其可靠的運行調度，而對于水庫掉的經濟性重視程度相對較低，這在一定程度上降低了水庫調度管理部門對水庫優化調度的積極性。②主觀原因方面：從現階段來看，相關部門決策者未能深入了解優化調度理論和計算機技術，導致在水庫調度過程中對決策者不能很好的調控和把握優水庫化調度方案。同時，大多數決策者可能對數學模型的抽象結果有各種不滿之處，以及程序靈活性缺失，導致決策者在主觀意識上對采用新方案的興趣大大降低，繼而是水庫調度管理工作難以落實到各個環節。

4　水庫調度優化措施

4.1汛期水庫調度優化措施

汛期水庫調度優化途徑包括補償調度法、預蓄預泄法以及綜合信息推理模式法。

其中，補償調度法是指在水庫調度過程中，按照河流的上游水庫和下游水庫之間的庫容以及預報的差異性，來實施動態的控制水庫水位。補償調度法尤其適用于水庫群梯級調度。需要指出的是，水庫庫容狀況、洪水預報準確度是限制補償調度法的關鍵因素。

其次，預蓄預泄法是指根據水文預報以及調度權衡過程中，面臨時刻反饋信息可帶來的風險評估，引入決策者的意見來動態的確定水位方案，此方法的關鍵因素主要包括防洪、發電以及供水等各個方面效益風險的評價。

另外，綜合信息推理模式法屬于宏觀決策法之一，其主要是以歷史資料數據和影響水位的各種因素為基本前提，依照實時的水庫綜合信息，通過合理的推理方法，給出滿足條件的水位控制方案。但是方法產生的主要問題包括：水位與其他影響因素之間的制約關系、邏輯關系以及推理過程。因此，必須滿足一定的邏輯性以及具有一定推理過程的流程。

最后，耦合擇優法是指嚴格按照時間變化以及信息更新，通過重復擇優和實時的更新汛限水位，把綜合信息推理充分的應用到水庫調度決策系統以及防洪調度系統之中。決策系統以及調度系統的耦合度是限制耦合擇優法的關鍵因素。由于耦合擇優法具有智能化程度較高、操作簡單、運行穩定和可靠等優勢，這種方法在水庫調度決策支持系統中被普遍的運用。

4.2非汛期水庫調度優化措施

4.2.1非汛期水庫優化調度目標

與汛期相比較來看，非汛期不需要考慮防洪調度，但是非汛期的水庫調度仍然需要考慮發電、灌溉、航運等其他各種調度。而這些調度目標之間往往又難以進行比較，部分調度目標可能存在沖突和矛盾，所有的水庫調度目標難以實現全部最優化。那么，多目標求解就是尋求多個目標局部最優化，最終達到整體多目標全局最優化的過程。所以，在非汛期，水庫調度應當以滿足多個目標為基本出發點，有效的實施水庫優化調度工作。

非汛期水庫優化調度目標主要包括發電目標、水資源利用目標以及航運目標。其中，發電目標是指在保障安全的前提下，水庫的主要功能是利用水資源來進行發電，從而創造更好的經濟效益。因此，非汛期水庫調度的主要目標就是最大化水庫經濟效益。第二，水資源利用目標是指在發電最優化的前提下，利用水庫的徑流調節能力，為下游流域居民生活、工業、灌溉提供供水任務。第三，航運目標是指在保障發電、灌溉供水以及下游流域需水量供水的前提下，為水庫下游航運的暢通提供重要保障。

4.2.2非汛期水庫優化調度原則

非汛期水庫優化調度原則主要包括：①與大型水庫相比，小型水庫蓄水量并不大，所以一年時間內小型水庫的水量蒸發量、滲水等流失量就更小，相對于發電用水量來說基本上可以忽略不計。②與大型水庫相比，小型水庫的機組數量較少，單個機組裝機容量也較小。另外，與大型水庫相比，由于小型水庫不需要甚至無力承擔電力系統中的調峰和調頻等任務，其發電量自由度相對較大，可以根據每年的水情進行發電。這是小型水庫非常顯著的特征。③與大型水庫相比，小型水庫不需要承擔水資源調配、航運、用水等諸多任務，也就是說，對于小型水庫而言，發電調度是非汛期水庫調度的最主要方式。

5　結語

如果水庫調度管理工作不當，就難以滿足社會生產活動的用水需求，甚至還會因為引起人為失誤而導致巨大的經濟損失。因此，必須確保水庫調度工作的科學與合理。科學合理的水庫調度不但能夠促使水庫更好地服務于社會經濟的發展，而且還能恰當的處理防洪與興利之間的矛盾，從而實現水庫合理的充蓄與消落、攔蓄與泄放，確保能夠充分利用水庫庫容，實現水庫安全、高效地運轉。

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黃勁峰（1980-），男，助理工程師，本科，主要從事水庫調度工作。

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2095-2066（2016）12-0071-02

2016-3-15