水电站洪水调度管理论文

2022-04-15

摘要:本文以大唐贵州黄花寨水电站的防洪度汛工作开展为案例,着重分析现阶段水电站防洪防汛以及大坝安全管理工作要点,强调水电站应以确保洪水科学调度及保护人民群众生命财产安全为目标,制定可行防汛预案,全面精准落实水库调度工作,希望能为进一步提高我国水电站安全生产服务水平提供有效建议。今天小编为大家精心挑选了关于《水电站洪水调度管理论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

水电站洪水调度管理论文 篇1:

梯级水电站“水电合一”调度管理模式研究

摘要:梯级水电站的“水电合一”调度管理模式是在传统的水电和电调的模式基础上进行优化升级,从而实现“水电合一”调度管理模式,利用“水电合一”的调度管理模式可以有效的提升梯级水电站的管理效率,有利于水电站的资源整合与发展。本文对“水电合一”调度模式的进行相关探讨,突出分析梯级水电站“水电合一”调度管理模式的优势,希望可以对我国梯级水电站的发展提供参考。

关键词:梯级水电站;“水电合一”;调度管理模式

梯级水电站的发展进程中,传统的调度模式主要以水库调度和电力调度分开执行为主。在其在这种管理模式下,水调与电调分开进行,在实际的运行过程中 限制了梯级水电站的运行效率。梯级水电站的“水电合一”调度管理模式具有明显的优势,将水调和电调的管理工作进行统一,可以有效的提升水电站的实际工作效率,节约人力成本,从而促进联动机制,使梯级水电站的运营效率得到明显的提升。使用“水电合一”的调度管理模式可以增加梯级水电站的经济效益,优化运营成本,促进电力企业改革。

一、梯级水电站“水电和一”调度管理模式的含义

梯级水电站中通过“水电合一”的调度管理模式,可以有效的提升水电站的工作效率。在“水电合一”的调度管理模式中,将水库与电力进行联调,将多方面的信息进行整合,从多层级、多角度进行资源调度,对流域水雨情信息与发电计划进行合理化配置,控制水库的流量设置发电方案,充分的调动水资源促进水电站的生产效率。利用“水电合一”调度管理模式,在安全运行范围内可以有效的节约水量,增加发电机组的产出,促进发电量的增长。

二、梯级水电站“水电合一”调度管理模式的优势

梯级水电站通过“水电合一”的调度管理模式,可以有效的提升水电站运营的实际效率,也可以为水电站的运行提供更加优化的管理方案,保障水电站的运行安全,优化运营成本,为电力体制改革提出更好的思路,从而促进梯级水电站的发展。

(一)优化电力体制改革

伴随着我国能源获取模式改革,从传统的发电模式向新型能源的方向发展。在电力体制改革的大形势大背景下,可以通过竞价上网等方式使电站调度的管理与市场接轨,从而在管理方式上从宏观管理向微观管理的方向发展。在多地区进行电网调控过程中,可以使发电公司与更灵活的进行调度管理,从而促进梯级水电站生产运行模式,使梯级水电站的经济效益最大化,提升市场竞争力。通过“水电合一”的运行模式可以使管理调度的工作人员在水调和电调统一的情况下,充分地掌握梯级水电站的内部情况,根据水库水位的变化,合理的进行生产计划的制定。综合分析市场的需求进行水电厂生产任务分配,做好日常发电设备的调度工作,从而可以利用网上竞价的方式将“水电合一”模式下的水情及时地进行信息公开,有利于电力储备的销售从而促进梯级水电站的经济效益。

(二)“水电合一”的调度管理模式有利于梯级水电站的安全生产

“水电合一”的调度管理模式,可以将水库调度与电力调度合理的分配,也有利于水库调度中的水情信息控制。利用數据分析可以掌握洪水的波动规律,将水情测报系统进行最大程度的使用,对水域内水流量进行调控有利于电力发电系统实时的使用,利用水情信息可以调整水电站的发电任务,从而有效的对水资源进行利用,也可以减少水害的发生。在发电设备出现故障时,及时进行检修,从而保障发电设备的稳定运行,在实时负荷的监控下,调整水电场的生产计划,保证发电设备完成计划任务。但在汛期由于洪水的不稳定性,水情难以准确预测,给水发厂的生产带来了一定的不安全因素。梯级水电厂的工作人员在这种情况下,需要做出相应的防范预案,从而根据不同的水情情况来进行调整,借助“水电合一”的调度管理模式,可以进行协调防控,通过值班人员根据电力情况和水情测报来进行实时的生产计划调整,从而有效的保证水电站的生产安全。

(三)“水电合一”的调度管理模式可以优化运营成本

梯级水电站的运行成本中,人员成本占据了较大比重。“水电合一”的调度管理模式可以在值班制度上,充分的提升管理人员的工作效率,落实工作人员的工作内容。在日常的工作过程中,可以将原本的水调人员和电力人员进行整合,从而在一定程度上节约了人力资源,更好的降低了运营成本。在特殊的时期,调整管理人员的工作分工。在无汛期,可以根据实际情况调整工作时间,激发水勤人员的工作责任感,优化水电管理工作人员的工作流程,利用“水电合一”的调度管理模式,从制度上节约运营成本,提升管理人员的工作效率。

(四)调度管理模式中应用智能流域调动机制

在梯形水电站中通过“水电合一”的调度管理模式,利用水电联动机制,保证水电站的日常运行,合理的利用水资源保证水电站的生产效率,从而有利于水电站业务的发展。同时在“水电合一”的调度管理模式下融入智能调度系统,提升水电站的运行效率。智能调度系统可以有效的将智能化的管理手段应用在水电站调度中,提升水电站的智能化水平。利用智能航运,智能电网等新型的技术,可以有效的缓解传统调度员的工作强度,保证水情信息处理的准确性和科学性,在一定程度上节约了人力,提升了水电站的运行速度,使发电机组的生产计划可以与水库的水量进行智能化的匹配,减少了水库中水资源的损耗,提升电力资源的储备量。

结束语:

综上所述,“水电合一”调度管理模式可以促进梯级水电站的管理,推动我国梯形水电站的发展,将智能化调度系统的融入到“水电合一”调度管理模式中,可以节约资源,从而提升梯级水电站发电量,使我国梯级水电站的调度工作得到质的提升。

参考文献:

[1]刘兴举.梯级水电站集中调度管理模式和发展方向[J].贵州水力发电,2009,23(01):79-82.

[2]朱艳军,马光文,江拴丑,尹杨松.中小流域梯级水电站联合调度管理模式研究[J].华东电力,2010,38(04):577-579.

作者简介:范阳华(1969.11-),男,汉族,江西新建人,国家电投集团江西电力有限公司上犹江水电厂,专科。研究方向:水动、风力发电。

作者:范阳华

水电站洪水调度管理论文 篇2:

浅析水电站防洪度汛如何高效开展

摘要:本文以大唐贵州黄花寨水电站的防洪度汛工作开展为案例,着重分析现阶段水电站防洪防汛以及大坝安全管理工作要点,强调水电站应以确保洪水科学调度及保护人民群众生命财产安全为目标,制定可行防汛预案,全面精准落实水库调度工作,希望能为进一步提高我国水电站安全生产服务水平提供有效建议。

关键词:水电站;防洪度汛;洪水调度

引言

水电站是我国基础民生工程重要组成部分,不仅影响社会经济稳定发展,也直接关系民生,防洪防汛以及降水期间水库科学调度工作开展等是水电站主要负责的内容,确保水电站运行安全与稳定非常必要。基于此,如何高效开展水电站防洪度汛工作,是目前各相关人员需要考虑的问题。

1.大唐贵州黄花寨水电站防洪度汛案例分析

1.1防洪度汛案例简述

本文以2014年6月19日至7月12日期间的黄花寨水电站洪水调度为例,着重阐述黄花寨水电站如何高效开展防洪度汛工作,深入分析黄花寨水电站周边区域降水情况、来水过程以及降水与入库水量的关系等,在此基础上,及时启动防汛应急预案,实现对该区域洪水科学调度[1]。

1.2降水情况

通过收集与整合各方数据,2014年6月19日至7月12日,黄花寨坝址控制流域面积内持续降雨,历时较长且雨量大,再加上降水范围广,使得25日内流域平均总降雨量达319.4mm,其中最大站坝上为430mm,最小站岩脚242mm。

此期间,6.19日和7.3日均出现两场典型降水。在6.19日夜间21时,黄花寨坝址控制流域开始降水,降水时段集中在19日23时至20日凌晨4时,从流域上游向下游转移,降水强度大且时间较长,后期调研数据显示,控制区域内杨武站降水量高达105mm,属于大暴雨级别,其中最小规模水电站牛场的降水量达68mm,其余各站均为超过80mm的暴雨。2014年6月19日降水在黄花寨坝址控制流域内分布情况参考图1。

在7.3日期间,降水时段集中在4日凌晨2时至4日凌晨5时,降水集中在流域中部和下部,虽然降水强度大,但降水时间相对较短,后期调研数据显示,坝上站降水量高达98mm,已经基本接近大暴雨级别标准,除杨武站外其余各站均为暴雨级别。2014年7月3日降水在黄花寨坝址控制流域内分布情况参考图2。

1.3来水过程

自6月19日发生典型强降水后,黄花寨水电站控制流域内洪水涨幅出现明显变化,促使入库流量快速增加,经过16个小时左右,入库流量从最初18m3/s,迅速达到洪峰流量518.2m3/s。2014年6月19日此期间库水位过程线变化参考图3。

从图3所显示的信息可以看出,洪水起涨阶段十分迅猛,此期间库水位呈增长趋势,由于此次洪水降水从流域上游向坝址附近转移,再加上本次降水强度大等因素作用影响,使得后期退水阶段持续时间也相对较长。7月3日降雨后,入库流量从7月3日19时131.6m3/s起涨,经17小时(7月4日12时)达到洪峰流量713.3m3/s。

此外,因6月19日在黄花寨坝址控制流域内发生暴雨级别的持续性降水,降水量达到93.3m,碍于土壤已经达到田间持水量限值,除了水分蒸发损失外,后期降水全部产生为径流进入水库,同时因在该流域内的每场降水的时空分布有着较大差异,则表示降水与径流量的关系存在折减系数[2]。

1.4水库调度工作开展

在2014年6月19日至7月12日期间,此期间降水不仅集中且分布范围较广,并存在两场典型大强度降水,使得洪水持续时间较长。在开展水库调度工作过程中,严格遵守黄花寨公司防汛指挥部的统一部署,结合来水情况特点,及时启动防汛预案中的相应响应级别,或采取开一孔、两孔溢洪闸门等措施,实现洪水科学调度。

水库调度工作开展期间,开闸泄洪共计16次,總泄洪水量为9193.6万方,除第11次泄洪(7月4日4时零3分至7月5日5时15分)因入库流量大(洪峰流量713.3 m3/s)为开两孔同时泄洪外,其余各次泄洪均为开中孔溢洪。

在上级部门正确引领下,以增加闸门开闸次数,每次控制少量泄洪为原则,确保关掉闸门后的水库始终保持在高水位运行,不仅取得了良好的洪水调度效果,对电站抢发电量也起到了积极影响。此期间洪水调度,从侧面检验了黄花寨水电站内部防汛设备设施的工作状态,各类防汛设备设施工作性能稳定、可靠,与汛前的防洪防汛措施及春季安全检查等工作落实有着密切关系,说明相关问题整改有效。

2.确保水电站防洪度汛高效开展的有效措施

2.1健全与完善现有管理机制

基于国家现行水电站大坝安全管理相关规定,结合水电站防洪度汛与大坝安全管理具体要求,在此基础上对现有管理机制加以健全和完善,有关部门应监督和督促水电站尽快落实相关规章制度完善,一来提升水电站水库调度工作开展科学性、合理性,二来以制度手段规范和约束人员工作行为,避免水电站防洪防汛期间出现不必要问题而导致洪水调度失效,对下游人们生命财产安全带来严重影响,推动水电站相关制度合理建设与实施,为水电站安全生产提供高质量服务。

2.2统一大坝安全管理检查标准

根据水电站实际运行情况,统一水电站大坝安全管理检查标准,明确安全检查内容及范围,要求相关人员细化水电站大坝巡检线路,特别是出现异常情况,应增加水电站大坝巡检频率,促进水电站大坝安全管理工作规范性得到提升同时,也能有效降低水电站发生安全事故的概率。

2.3加大水电站大坝安全监测管理力度

在2012年5月20日黄花寨水电站防汛期间,由于负责水电站建设的设计单位所提供的工程设计报告中无原始长系列水文资料,工作人员对洪水资料掌握不够全面,导致对各种降水条件下产生的洪水预估不足,预报信息缺失准确性。进而使得黄花寨水电站洪水调度工作开展过于被动。基于此,无论是大型还是小型水电站,均要加大针对水电站大坝安全监测管理力度,从多方渠道获取水电站水雨情信息,利用信息技术、大数据技术等建立数据库,为预估洪水及提供准确性的洪水预报信息提供帮助;并加强针对相关人员技术培训,学习专业知识,收集与总结洪水资料,提升水库调度工作质量,保障水电站运行安全。

结束语

综上所述,通过分析黄花寨水电站防洪度汛开展情况,从整体上看,已经取得良好洪水调度效果,但仍有部分问题值得进一步深挖,如洪水来临前库水位控制不佳、降水过程预估不全面等,促使洪水调度相对被动。因此,就各规模水电站而言,既要做好汛前准备工作,也要加强专业知识学习,根据洪水特点,针对性开展水库调度工作,从而确保水电站安全稳定运行。

参考文献:

[1]林楚.多举措做好电力行业防洪度汛、迎峰度夏工作[N]. 机电商报,2021-08-09(A07).

[2].乌东德水电站举行防洪度汛应急演练[J].大坝与安全,2020(03):31.

作者:蒋贤忠

水电站洪水调度管理论文 篇3:

乌江彭水水库汛期调度方式研究

摘 要:彭水水电站是重庆电网唯一具有年调节能力、规模超过百万千瓦的大型水电站,是重庆电网的骨干支撑电源。如何更好地利用这个资源,发挥其最大的效益,是一项重要的课题。文章从洪水资源化利用的角度,提出了水库分期防洪限制水位和水库汛期水位动态控制调度的思路,为水库调度开辟了新的途径。

关键词:分期;防洪限制水位;动态控制;彭水水库

为实现从控制洪水向洪水管理转变,彭水水电站对水库分期防洪限制水位和水库汛期水位动态控制调度方式进行了探索,以资源化方式对洪水进行利用,实现电量效益最大化的目标,为重庆地区的长远发展奠定基础,而且这种水库调度的方式也与当前国家倡导的节能减排理念相吻合,可以充分利用清洁可再生能源,降低对矿石能源的耗费,为合理利用中小洪水探索一条新的途径。

1 彭水水电站现行状况分析

彭水水电站在建设过程中考虑的主要为实现发电目标的同时,能够兼顾其他综合效益如航运和防洪。其在装机容量方面为1 750 MW,所选用的发电机组在容量上为350 MW。而且电站的水库总库容也达到14.65亿 m3,调节库容为5.18亿 m3,电站的死水位为278 m,正常蓄水位为293 m。主汛期(5月21日~8月31日)防洪限制水位287 m,预留防洪库容2.32亿m3,可在长江中下游发生特大洪水的情况下拦蓄乌江洪水,配合三峡水库运用,削减长江中下游的超额洪量。

彭水水电站2008年初期蓄水,2009年汛后获准蓄水至293 m,设计运行方式为:水库5月1日开始降低水库水位,5月20日降至防洪限制水位;5月21日~8月31日运行水位一般不高于防洪限制水位至287 m;9月1日视水雨情择机开始蓄水。

2 汛期调度方式研究的必要性

我国从上到下,从中央到地方,提出了低碳经济的方针政策,如何在确保安全的情况下,充分利用可再生的水能资源,适当挖掘水电站的潜力,是完全符合国策理念的。乌江来水比较集中,大部分集中在6~8月,合理利用汛期来水特别是针对入库小洪水,科学地变害为利,从保守的防御洪水上升为管理洪水是需要研究的问题。在乌江汛期洪水不大的情况,根据洪水预报分析,在较有充分把握不妨碍工程和防洪调度安全的基础上,考虑地方和部门现实性的防洪、航运等等需求适当进行机动性的水库调度,可取得显著的社会效益和经济效益。

彭水水电站水库在汛限水位287 m时,库容每米级差约为0.32亿m3,如果汛期水库能设置一定的库容,结合预报,在确保枢纽和上下游防洪安全的前提下,每次拦蓄一定量的洪水,既可减少下泄的洪量,也可有效增加汛期电站的发电效益。经初步估算,每拦蓄1 m3库容的洪水量,获得的电量约为600 万kW·h,开展汛期调度方式的研究是十分必要的。

3 彭水水库分期防洪限制水位研究

为使工程效益得到最大程度的发挥,在《水利水电工程动能设计规范》中提出如下观点,要求以洪水特性为依据对分期汛期限制水位进行分析,实现部分防洪和兴利库容公用能够提高防洪与兴利的作用。同时,在《水利工程水利计算规范》也提出,若区域中的洪水季节性变化规律比较显著的条件下,可在汛期时利用分期调度的方式,设置各分期的防洪库容和对应的防洪限制水位。

彭水水电站投产以来便以规定的调度方式运行,对下游地区的防洪与度汛起到一定的作用,也为重庆地区电网调峰调频做出了贡献。然而电站在运行中也面临一定的难题,如调峰弃水量、难以控制汛限水位等,无法充分发挥水电站应有的作用。针对彭水水电站汛期调度运行存在的问题,在确保枢纽和中下游防洪安全和防洪效益发挥的前提下开展了分期洪水研究,具体集中在分析暴雨发生强度与其他气候因素对乌江流域汛期的影响,在此基础上判断洪水分界点。同时对彭水水文站中实测洪峰出现的时间进行统计并观测洪水峰量的大小,分析主汛期以及后汛期具体分界时间,并以此为依据,对主汛期以及后汛期阶段的防洪限制水位进行设置,在前、后汛期抬高水位,使电站运行水头进一步提高,实现预想出力的增加,这样汛期的水量也能够得到合理利用。成果主要体现在:

①乌江流域的洪水由主要由暴雨形成,通过统计与分析气候环境条件对流域汛期降水的影响,判断汛期洪水由强变弱的原因主要来源于暴雨发生的强度以及其他气象要素等,以此从气候因素角度对该流域洪水分界点进行判定。同时,在统计汛期洪水出现的时间并对洪水峰量大小进行测定后,也使主汛期以及后汛期的分界时间得以明确,可将该流域汛期分界点定在8月20日。

②采用彭水水文站作为设计依据站,以8月20日为主汛期与后汛期分界点,分析计算彭水水库的后汛期入库设计洪水。分析比较彭水水文站全年最大及后汛期入库洪水,后汛期入库洪水各个频率的设计成果较全年最大洪水小45%左右。

③彭水水库进行分期防洪限制水位过程中,需充分考虑其不会对枢纽防洪安全造成影响且不会使库区淹没损失进一步扩大,并将水库下游要求作为依据实施分期防洪限制水位。其中主汛期5月21日至8月20日,8月21至31日为后汛期,可使汛期水库的水位提高到292 m,可使电站在发电量方面得到增加,其年平均发电量可增加0.23亿 kW·h。同时依靠天气预报及水情预报手段,可以将蓄水时间适当提前,按照当前水库的实际运行情况,在可预见期内,彭水上游地区将不存在大范围降雨情况,而且上游水库仍有一定防洪库容的前提下,喷水水库在8月15日时便能蓄水,同时控制8月20日的水位不超过292 m。

4 彭水水库汛期水位动态控制研究

对防洪限制水位可理解为,汛期内水库为兴利可进行蓄水的最高水位,能够防备极值洪水事件,通常要求电站在汛期使水位下降到防洪限制水位,但这样的调度方式将可能发生的极值洪水事件,很难充分发挥水库的效益。

为使以上问题得以解决,彭水水电站开展了乌江彭水水库汛期运行调度研究,提出了汛期水位动态控制的思路。根据电站设计运行方式和初期运行的成果,结合重庆电网对电站的需求,分析电站汛期正常日调节所需库容和日调节运行方式;分析上、下游航运和防洪等部门的需求,确定水库汛期运行调度的限制条件。根据彭水水电站设计洪水和历年发生的实际洪水,在满足电站本身和上下游防洪对象防洪的需要的基础上,确定汛期水库水位浮动运行范围,优化水库汛期水位浮动运行方式。其主要成果有:

①考虑彭水为调度服务的水情预报处在磨合阶段,为偏安全考虑,本次彭水水库汛期水位浮动方案预泄调度方式研究未考虑水情预报,通过数据统计分析,可判断汛期水库防汛限制水位以1 m或1.5 m进行上浮,这样可使防洪效益不受到影响,很大程度上也促进水库调度灵活性的提高,并为电网提供一定的电量和容量,具有应用的必要性和可行性。

②考虑在彭水水库承担了乌江防洪和长江中下游防洪的双重任务,防洪调度情况非常复杂,本阶段汛限水位不宜考虑较大的变幅。在本次研究中拟定水库预泄方式不考虑水情预报的前提下推荐彭水水库水位可上浮1.0 m(即288.0 m)运行。考虑本次仅采用典型设计洪水过程,不可能概括所有的涨水过程,因此在实际运行中应结合水情预报进行检验,确保调度的安全性。对于进一步优化利用洪水资源的适时调度运用方式,可在今后正常运行期间积累运行调度经验的基础上,进一步深入优化研究水库调度方式,进一步抬高水库水位上浮范围。

③彭水水库汛期可对洪水资源进行充分利用,但需保证水库防洪作用能够正常发挥,并且不对上游与下游地区的防洪造成一定的影响。通过实践分析证明,为了使洪水资源得以充分利用,首先需对水情预报进行分析,若处于涨水阶段且入库的流量超过3 000 m3/s,需加大机组过流能力,腾空库容,迎接洪水。而在洪水消退期间且流量不足5 000 m3/s的前提下,可使水位在上浮1 m的基础上再短时增加0.5 m,对部分洪量起到一定的拦蓄作用。洪水消退后,应通过发电使水位控制在288 m。

④彭水水库汛期调度之所以无法充分发挥效益,很大程度上受下游彭水县城防洪标准限制,但通过防洪规划的落实以及库区防护工程的进一步建设,增加下游河道安全泄量,这样,水库在调度方面也具有较大的余度,能够获得更多的效益。

5 实践情况

彭水水电站在落实调度方式后,根据所获得的相关成果与数据,向防汛主管部门进行汇报,得到一定的信任与支持。而且在保证能够控制水电站洪水风险的前提下,在2012年和2014年开展了后汛期的择机提前蓄水方式的实践工作,累计增发电量达0.3亿 kW·h。

彭水水电站汛期水位动态控制调度,于2010年汛前就已提出,在重庆市防汛抗旱指挥部调度权限范围内,取得其信任和支持的情况下,从2010年汛期开始开展了水位动态控制的实践,历年累计增发电量达2.03亿kW·h。

彭水水电站从2009年开始,通过开展汛期重复利用库容调度,即对水库的水位在降雨前以及洪水在未入库时进行消落,确保水库能够以足够的库容蓄纳更多的洪水,以此充分利用洪水资源,减少弃水的发生,历年累计增发电量达到6.3亿kW·h。

6 结 语

开展彭水水库汛期调度方式研究的运用,几乎在不增加任何额外投资的条件下,便可获得显著的经济效益,是充分利用水电清洁能源的有效手段。彭水水电站在汛期中小洪水资源化利用方面进行了有益的实践,并取得一定成效,今后将不断探索实践,在实践中进行必要的总结和提炼,力争为水电清洁能源的充分利用做出更大的贡献。同时,对于彭水水电站汛期调度方式应用所获得的相关成果与经验,都可成为未来同类电站调度工作的重要参考内容。

参考文献:

[1] 罗卫国,罗斌,陈龙.彭水水库汛期运行调度研究[J].水电与新能源,2012,(6).

作者:朱颖

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