梯級水電站群優化調度的影響因素及應對策略

【摘要】就目前我國的電力發展形勢來看，政府正在各大江流域布局水電站群，以實現水電資源的有效供給，并推動整個社會綠色可持續能源的有效發展。梯級水電站群的優化調度能大大提高水資源的利用率，使經濟效益最大化。本文分析了梯級水電站群優化調度的影響因素，并提出了相應的應對策略。

【關鍵詞】梯級水電站群；優化調度；影響因素；應對策略

一、前言

電力供應應當滿足經濟的需求，滿足各工廠企業擴大現有生產空間提高生產水平的需求。水力發電作為一種清潔環保的供電方式，正在推動國家電力資源的供給和可持續發展，因此，水電站的開發進程及發展速度受到全社會的密切關注。目前主要是以江河流域梯級水電站群的模式開發利用，其聯合運行和優化調度能大大提高水資源的利用率，使流域整體經濟效益和社會效益最大化。

二、梯級水電站群優化調度的影響因素

梯級水電站群以分布在一個較大的江河流域上的多個水電站為主，這些水電站以階梯串聯的形式出現在流域上下游不同的位置，在水利資源系統中兼顧發電、防洪、航運、灌溉、供水等多種用途。梯級水電站間不僅存在電力上的聯系，還有水力和水量方面的聯系。因此，梯級水電站群的優化調度要從長期和短期的角度綜合考慮電力、水力方面的影響因素。

2.1從長期角度出發優化梯級水電站群調度

對梯級水電站群進行調度的方式主要就是調節梯級水電站群中不同級別水庫的發電水位和該水庫的用水量。對不同的水庫采用不同的方式調度，即便是水庫所擁有的水資源總量不相同也能使之獲得相同的發電量，最終將推動水庫經濟效益及其社會效益的上升。從長期角度來看，對梯級水電站群進行優化調度，就是要以水電站的水庫調度為中心，研究長期的電力電量平衡、設備檢修計劃的安排、低谷備用方式的確定、水庫入流預報及分析、防洪控制和水庫群水位優化控制等。其中重要的一方面是要結合流域的水文氣象特性，對梯級水庫所處流域的汛期、非汛期和特殊年份的徑流量進行統計分析和計算，從而來指導長期的優化調度工作。

2.2從短期角度出發優化梯級水電站群調度

為了保證梯級水電站群的經濟效益，還要結合其所在流域的天氣和水情信息，重視實時調度控制工作，搞好優化調度和經濟運行。從短期的角度來看，主要是要結合流域的降雨信息，根據各廠站機組設備的檢修備用情況以及水庫水位的具體控制要求來研究短期（日、周、月）內的梯級發電運行方式、各水電站間有功負荷和無功負荷的合理分配，還有各水庫日調節時上游水位變動、下游不穩定流對運行方式的影響等。對于單個水電站，主要是要研究改善機組運行工況，控制機組小出力時間和穿越振動區次數，降低耗水率等。

三、梯級水電站群優化調度的應對策略

對梯級水電站群進行長、短期的優化調度，能方便水電站儲備的水能和電力資源的合理分配，保證水電站電力輸出的穩定流暢，并為之提供可觀的電量儲備。但梯級水電站群的優化最終目的是為了提高流域梯級整體的經濟效益及社會效益，為了優化梯級水電站群的調度，根據上述長、短期的影響因素可以做以下方面的應對策略。

3.1優化水電站群的策略算法框架體系

梯級水電站群的正常運行需要運維人員具備相應的專業知識體系，水電站群的有序運行也涉及到極為復雜的策略算法的理論體系。運維人員在設計算法體系時，需要綜合考慮流域的水文氣象、梯級各水電站的水庫特性、裝機容量、機組設備性能以及所處地理位置的電網結構等多個方面，要將各部分有機結合起來，從科學運營的角度出發，結合先進的策略算法框架體系，建立合理的計算機監控系統和發電控制分配策略，以保證水電站的自動優化運行。

3.2建立仿真模型輔助梯級水電站群的優化調度

為了輔助梯級水電站群調度策略的規劃，需要梯級調度運行人員從流域的歷史徑流量數據出發來進行分析，并建構計算機模型。根據流域的徑流量所表現出的年度差異和月度差異來選用合適的模型，通過模型來對流域的歷史徑流量進行驗算分析，從而對流域的后期水文氣象趨勢和徑流量進行預測，對即將到來的汛期來水進行預測。并運用動態規劃的模型方法，將流域的各時段徑流量輸入模型中，配合其他相關數據仿真模擬出梯級水電站群進行調度的效果，從而為長中短期水庫調度方案的制定提供依據，以輔助梯級水電站群的優化調度。

3.3優化水電站群的運行成本

梯級水電站群在調度時可以考慮成立梯調中心或集控中心，采用集中統一調度的方式。由于梯級水電站群中包含了復雜的水力和電力聯系，其發電相互制約，因此在進行統一調度時，要充分考慮電力市場及競價上網的環境，綜合各方面影響因素，協調梯級各水電站的發電計劃，最大化水電站的發電量，并盡可能減少水電站的發電成本。在實時調度和經濟運行中，通過梯級調度運行人員的統一監視、控制和調整，優化分配機組的負荷，改善機組的實時運行工況，輪換啟停機組，及時消除設備異常或缺陷，能有效降低梯級水電站的運行維護成本，提高生產效益。

四、結束語

梯級水電站群的優化調度從長期和短期角度來考慮有很多方面的影響因素，加上國家對電力體制改革的力度日益加大，因此我們在做好文章中所論述的各項內容和應對策略外，還要適應電力體制改革和競價上網的新形勢，不斷完善優化調度思路和策略，才能保證流域梯級水電站群的安全穩定運行，實現水資源的高效利用，實現梯級水電站群的經濟效益和綜合效益的最大化。

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