[發明專利]一種有尾水頂托的梯級水電站聯合運行方法及系統

在審

• 申請號: 202010978941.8
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN111932033A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 李匡;柳俊;劉舒;吉海;朱吉生;鄭敬偉;劉可新;吳恒卿;黃存宇;侯煜;于茜
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 李佳佳

本發明提供一種有尾水頂托的梯級水電站聯合運行方法及系統，其中方法包括收集同一時刻梯級水電站基礎數據，還包括以下步驟：根據所述梯級水電站基礎數據制作水庫水位關系曲線圖；計算當發電流量為Q時，上游水電站和下游水電站的總出力N；查詢所述水庫水位關系曲線圖，提取與所述總出力N的最大值相對應的下游水電站的庫水位HU₂；輸出下游水電站的庫水位HU₂。本發明提出的一種有尾水頂托的梯級水電站聯合運行方法及系統，通過建立上游電站尾水位、發電流量、下游電站庫水位之間的關系曲線，在已知發電流量Q的前提下，提供下游電站庫水位控制的指導建議，以實現梯級水電站發電效益的最大化。

技術領域

本發明涉及水庫流量計算的技術領域，特別是一種有尾水頂托的梯級水電站聯合運行方法及系統。

背景技術

梯級水庫是在同一條河流上的具有水力聯系的水庫，梯級水庫對應設置有梯級水電站。其中，上游電站的出庫流量進入下游電站庫區，再通過下游電站流出，因此，可以實現水量的重復利用，實現水能效益的最大化。水頭（庫水位\上游水位與尾水位\下游水位之差）是發電能力的重要參數，在相同發電流量下，水頭越高，發電量越大。為了追求發電效益，電站往往抬高庫水位，增加水頭，但是，對于距離較近的梯級水電站，抬高下游電站庫水位會影響到上游電站的尾水位，造成對上游電站尾水位的頂托，進而降低上游電站的水頭，減少上游電站的發電效益。因此，如何平衡上、下游電站的尾水位與庫水位之間的關系，實現梯級水電站整體發電效益的最大化，是一個需要研究的問題。

“以水定電”是電站運行的一種常用方式，即在給定流量的前提下，如何通過對庫水位的調度，實現發電出力的最大化。目前梯級電站的運行中，沒有建立上游電站尾水位與下游電站庫水位之間的關系，對下游電站的庫水位往往沒有運行建議，使得發電效益不能最大化。

2006年的《廣西電機工程學會第九屆青年學術論壇論文集》公開了謝金記、蒙永碩、黃存宇的文章《大化、百龍灘水電站梯級聯合調度運行方式探討及應用》，通過對紅水河上相距27．6km的大化、百龍灘水電站水庫調度的運行方式分析,并根據電站上游來水量和兩個電站區間來水流量傳播時間的相關性計算、分析,根據其相關性提前或推后調整大化或百龍灘電廠的機組出力,減少大化或百龍灘的水頭損失,充分利用水量,從而確定其兩水庫最優的運行方式,實現上下游水電站水庫聯合調度,使兩廠總發電量最大,實現發電效益雙贏目的。該方法是僅僅針對大化百龍灘水電運行方式的經驗性總結，沒有提出具體的計算公式及科學依據，控制方法相對復雜，并且該方法不具備普適性，不適用于其他的梯級水電站，也沒有實現梯級電站發電量最大的目標。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提出的一種有尾水頂托的梯級水電站聯合運行方法及系統，通過建立上游水電站尾水位、發電流量、下游水電站庫水位之間的關系曲線，在已知發電流量Q的前提下，提供下游水電站庫水位控制的指導建議，以實現梯級水電站發電效益的最大化。

本發明的第一目的是提供一種有尾水頂托的梯級水電站聯合運行方法，包括收集同一時刻梯級水電站基礎數據，還包括以下步驟：

步驟1：根據所述梯級水電站基礎數據制作水庫水位關系曲線圖；

步驟2：計算當發電流量為Q時，上游水電站和下游水電站的總出力N；

步驟3：查詢所述水庫水位關系曲線圖，提取與所述總出力N的最大值相對應的下游水電站的庫水位HU₂；

步驟4：輸出下游水電站的庫水位HU₂。