[發明專利]基于蓄能分析的水電站蓄放水調度運行方案的確定方法

有效

• 申請號: 201310192346.1
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103276704A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 蔡建章;劉紅嶺
• 申請（專利權）人: 云南電力調度控制中心
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

1.基于蓄能分析的水電站蓄放水調度運行方案的確定方法，其特征在于，

枯水期調度運行方案確定方法依次采用下列步驟：

（1）依據天然徑流的季節性變化確定年內枯水期，將計算時段設為季、月、旬、周、或日的時間單位，從枯水期第一個時段開始，進行枯水期運行方式的計算；

（2）在當前計算時段，將已知的時段初水位與若干可能的時段末控制水位之一的差值，選擇確定為當前時段的水位消落方案；

（3）依據枯水期運行方式的來流能損失與蓄能利用間的效用判別式，計算當前時段水位消落方案下的性能指標：包括：來流能損失、動用的水庫蓄能、實際可發電能及蓄能利用效率；其中，枯水期運行方式的來流能損失與蓄能利用間的效用判別式為：E′(Q)-E(Q)≤(1-λ)·ΔE(V)，其中不等式左邊是枯水期來流能損失，E′(Q)為來水在維持上游水位不變下的來流能，E(Q)為來水在水位消落下的來流能，不等式右邊是動用的水庫蓄能的損失，ΔE(V)為動用的水庫蓄能，λ為蓄能利用效率；枯水期來流能損失由ΔE(Q)=K·Q·ΔH·Δt計算得到，其中K為水電站出力系數，Q為時段天然來水平均流量，ΔH為水位消落帶來的水頭損失，表現為ΔH=(Z_初-Z_末)/2，Δt為時段間隔長；動用的水庫蓄能由ΔE(V)=ΔV/μ計算得到，其中，ΔV=V_初-V_末，為水位消落引起的庫容變化值，μ為水電站平均發電耗水率，其隨水位變化取相應的變化值；實際可發電能由E_實=E(Q)-ΔE(Q)+ΔE(V)計算得到，其中E(Q)由來水對應的庫容值除以平均發電耗水率計算得到；λ在當前時段水位消落方案確定的情況下，由枯水期運行方式的來流能損失與蓄能利用間的效用判別式計算得到；

（4）選擇不同的時段內水位消落方案，重復步驟（3），結合當前時段電網電量需求，進而比較分析以較高的蓄能利用效率、較少的來流能損失及較多的實際可發電能綜合確定當前時段最佳的水位消落方案；

（5）重復步驟（1）、（2）、（3）、（4），完成枯水期前期各時段的水電站消落方案的選擇；

（6）枯水期的末時段，依據枯水期來流能損失與蓄能利用間的效用關系式，確定最佳的拉水運行時刻，此枯水期末時段Δt分為2部分：來水維持上游水位不變的時間段Δt₁與拉水運行的時間段Δt₂，枯水期來流能損失與蓄能利用間的效用關系式具體表現為：K·Q·ΔH′·Δt₂≤(1-λ)·ΔV/μ，其中的ΔH′為水位由時段初水位消落至時段末要求的控制水位帶來的水頭損失，重復步驟（1）、（2）、（3），計算枯水期末時段的各項性能指標及最佳的拉水運行時刻；

（7）綜合分析枯水期各個時段水位消落情況、來流能與水庫蓄能利用情況及實際可發電能情況，綜合考慮枯水期內各時段的電量需求，針對可能出現的個別時段性能指標不盡合理與滿意的情況，在枯水期內對各個時段的水位消落方案進行綜合協調調整，以保證各個時段均能獲得滿意的性能指標；

蓄水期調度運行方案的確定方法依次采用下列步驟：

（1）依據天然徑流的季節性變化確定年內蓄水期，將計算時段設為季、月、旬、周、或日的時間單位，從蓄水期第一個時段開始，進行蓄水期運行方式的計算；

（2）在當前計算時段，將若干可能時段末控制水位之一與已知的時段初水位間的差值，選擇確定為當前時段的水位上升方案；

（3）依據蓄水期運行方式的來流能損失與蓄能利用間的效用判別式，計算當前時段水位上升方案下的性能指標：包括：來流能損失、動用的未來水庫蓄能、實際可發電能及蓄能利用效率；其中，蓄水期運行方式的來流能損失與蓄能利用間的效用判別式為：E′(Q′)-E(Q′)≤(1-λ)·ΔE(V′)，其中不等式左邊是蓄水期來流能損失，不等式右邊是動用的未來水庫蓄能的損失，λ為蓄能利用效率；蓄水期來流能損失由ΔE(Q′)=K·Q′·ΔH′·Δt計算得到，其中K為水電站出力系數，Q′為時段天然來水平均流量，ΔH′為蓄水過程中由于來水未全部蓄起造成的水頭損失，其在來水全部蓄起后若未超過控制水位，表現為ΔH′=(Z_全蓄-Z_部蓄)/2；若在來水全部蓄起后超過控制水位，則具體表現為ΔH′=(Z_控制-Z_部蓄)/2為，Δt為時段間隔長；動用的未來水庫蓄能由ΔE(V′)=ΔV/μ計算得到，其中，ΔV=V_全蓄-V_部蓄，為水位上升至Z_全蓄與上升至Z_部蓄間引起的庫容變化值，μ為水電站平均發電耗水率，其隨水位變化取相應的變化值；實際可發電能由E_實=ΔE(V′)-ΔE(Q′)計算得到；λ在當前時段水位上升方案確定的情況下，由蓄水期運行方式的來流能損失與蓄能利用間的效用判別式計算得到；

（4）選擇不同的時段內水位上升方案，重復步驟（10），結合當前時段電網電量需求，進而比較分析以較高的蓄能利用效率、較少的來流能損失及較多的實際可發電能綜合確定當前時段最佳的水位上升方案；

（5）重復步驟（1）、（2）、（3）、（4），完成蓄水期前期各時段的水電站蓄水方案的選擇；

（6）蓄水期末時段，依據蓄水期來流能損失與蓄能利用間的效用關系式，計算蓄水期末時段的各項性能指標，其中，時段末的控制水位為要求達到的蓄水位；

（7）綜合分析蓄水期各個時段水位上升情況、來流能與水庫蓄能利用情況及實際可發電能情況，綜合考慮蓄水期內各時段的電量需求，針對可能出現的個別時段性能指標不盡合理與滿意的情況，在蓄水期內對各個時段的水位上升方案進行綜合協調調整，以保證各個時段均能獲得滿意的性能指標。

2.根據權利要求1所述的基于蓄能分析的水電站蓄放水調度運行方案的確定方法，其特征是：所述的基于蓄能分析的水電站蓄放水調度運行方案的確定方法適用于所有水文年份。