发布于：2015-09-25 16:14:25
来自：水利工程/水利工程设计
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中小水电的开发建设工作，一直以来都备受关注。尽管中小水电群具有较小的规模，但却具有显著的的综合效益。对当地水能资源的利用和居民生产生活环境的改善，以及当地经济建设，意义非常重大。目前，全国众多的地域和城市都是依靠小水电供电。所以，小水电站在我国的能源结构中，只有举足轻重的地位。目前在研究领域，主要集中在中小流域梯级水电的开发方面，而关于水电优化管理调度的研究上还寥寥无几。这种研究的滞后，造成了不合理上下游水资源的分配。随着中小流域梯级水电站群日益增多，各种问题也层出不穷。本文通过对中小流域水电系统特点的分析，对中小流域水电梯级优化的基本思路进行了探讨，并对今后的研究提供借鉴，促进优化策略的实施。
1.中小流域梯级水电特点
水库调度是结合水文预报的结果和水利工程工况，利用水库对径流的调节能力，实现兴利和防洪的功能，并且是有计划的蓄放水。目前有多种方法划分梯级水库调度，本文重点探讨了发电调度，同时还兼顾梯级综合效益的优化调度问题。在水资源流域中，水电系统相对复杂，其特征是随机性和耦合性强、维度高。维数灾问题是优化梯级调度所面临的突出问题，而结合中小流域梯级水电的特点，对各种因素进行简化，能够有效降低维数灾。
1.1对中小流域梯级优化的特点
(1)调动灵活，不具备较大的规模。对系统的稳定性和电网的潮流分布，不会产生较大的影响。水电站有众多的数量，但单个水电站具有较小的规模。径流来水会对水电站产生较大的影响，在枯水期水量并不充足，而在丰水期，弃水窝电极易发生;由于小水电站拥有众多的业主单位，所以开发可零星进行，再进行联合调度时，则具有非常复杂的利益分配问题。
(2)拥有较小的库容梁，是单个的中小流域水电站的特征，而且电站的装机也不具备一定的规模。如果全部集中全流域的水电群，电站整体出力对流域枯水期和丰水期会产生非常巨大补偿和调节作用。雨水补给是大部分河流的水来源，而降水分配决定了河流水量。在中流域，容易汇聚雨水，并迅速抬高水位，同时雨后消退也非常迅速。由于季节不断更替，径流流量会出现明显的变化，同时年际差别也极其显著。如在北方干旱地区，可能会出现断流。而雨季来临时，可能会因为较大的水量，而导致水电站弃水。
1.2电力生产中可能产生的情况
(1)中小流域内单个电站具有较小的规模，不具备足够的调节能力，同时具有较小的装机容量。受条件限制，部分流域控制性龙头水库匮乏，不能更好的体现中小流域水库梯级优化调度的效益。
(2)流域内水电群就有不同的建设年代，上游水电站发电流量在建设条件的影响下，不完全匹配，对弃水的问题很难避免。
(3)满足综合利用的需求，如生态环境和当地生产生活用水，是流域内部分水库的主要职能。根据中小流域梯级的不同类型，根据不同的情况变化，对优化策略有针对性的进行选择。
2.中小流域梯级模型简化
在开发策略中，应与具体条件规划相结合，做好流域梯级水电开发建设规划工作。由于行程流域内水电站的规模并不相同，同时在功能上也有着不同的侧重点，因此从理论上讲，这种梯级优化计算的方式，适合全流域的水电站群。因为涉及的相关约束具有非常庞大的数目，因此应与不同流域的特点相结合，依据不同的分组、分类，对流域内的水电站优化目标准则和参与优化的方式进行确定，进而实现降低求解规模、分解优化问题的目标。
(1)为了将参与优化角度计算的电站数目减少，需要根据中小流域梯级水电系统的调节能力进行分类。在流域上游的龙头水库电站，一般的具有较大的调节能力。而龙头水电站发挥着对下游径流量进行调节的作用，旨在提升梯级整体效益。
所以，优化整体系统的关键，就是龙头水电站的调度。而由于受来水较大的影响，日调节水电站梯级具有短期优化调度效益。
(2)为实现简化系统模型的目的，应将规模大的梯级调度问题向较小的梯级调度问题分解。应立足于功能差异、统一管理的模式。与自身的特点相结合，每一个组对优化方式进行选择，并接受流域的统一管理。对于一组水电站群水力联系密切的，在中长期调度时，可向一个整体转化进行优化;对于上游为大库水电站的梯级水电集群，在下游无调节水电站的情况下，可进行厂内优化调度计算。
(3)为将重复计算减少，可根据电网负荷条件变化和径流来水，对调度计算进行简化。在来水和系统负荷没有较大变化的的情况下，进行短期优化调度时，制定梯级水电站的调度方案时，应对前一段的安排进行参考，挑选那些电站具有特殊位置的，以及调节能力极强的电站，通过实施局部调整的措施，能够是负荷来水变化一目了然，并尽可能的使机组启停频率降低。通过采用不同的方法，使中小流域梯级调度问题得到很好的解决，实现大规模系统分解的目标，利于优化计算。
3.中小流域梯级优化调度的数学模型
将梯级水库的调度问题抽象为数学问题，是优化调度计算的前提。利用计算机，遵循运筹学方法和理论，在有效的可行域内，对优化方案进行寻找，与梯级水库相符合。在维数灾问题的处理上，合理的数学模型的选择非常重要。通过建立梯级优化的数学模型，对雨季目标函数进行优化。对约束条件的取舍以及目标函数的选择，必须要与梯级的实际情况相结合，在确定优化目标准则的基础上，遵循水资源最大化利用的总体思想，并且结合水电站水库特征。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳