调度函数与常规调度图

1、18 调度函数与常规调度图调度函数与常规调度图2水库调度规则函数是体现特定调度规则、用以指导水库运行的一种函数。水库调度规则一般根据水库当时的状态决定水电站的运行计划。在k时段初，水库水位已知，面临时段的天然来水由预报得知。1(,)kkkkNf VI3隐随机方法的原理：1. 确定性优化计算：对已知长系列径流序列资料(几十年)，用确定性优化计算寻找最优运行方式；2. 确定调度函数：利用理想的运行结果，选择调度函数类，通过回归分析决定调度函数。4假设年数为n，对第k时段，有n组数据：初库容：初水位：入库径流：平均出力：引用流量：末水位： 末库容：)(1)2(1)1 (1,nkkkVVV)(1)2(

2、1)1 (1,nkkkzzz)()2()1 (,nkkkIII)()2()1 (,nkkkNNN)()2()1 (,nkkkQQQ)()2()1 (,nkkkzzz)()2()1 (,nkkkVVV5线性调度函数设Nk=aVk-1+bIk+c, a, b, c为参数，希望其能尽量符合理想的调度情况。最小二乘法引入矩阵记号则最小二乘问题的解为niikikikcbaNcIbVa12)()()(1,)(min.,111)()2()1()()(1)2()2(1)1()1(1cbaNNNYIVIVIVXnkkknknkkkkk.)(T1TYXXX6水库调度是水电站长期经济运行的中心内容，而水电站水库调度

3、图是根据河川径流特性及电力系统和综合利用部门的要求编制的曲线图。水库调度图以时间为横坐标，以水库蓄水量或水位为纵坐标，由一些控制水库蓄水和供水的指示线所组成，同时拟定水电站在不同情况下的调度规则。只要根据各时刻水库蓄水状态，按调度曲线和调度规则，就可确定水电站水库各时刻的工作状态。7n制定水库调度图的要求制定水库调度图的要求在设计枯水年份，水电站能按照保证出力工作，不能使正常供电遭受破坏；在平水年或丰水年份，合理利用多余水量，多发电，少弃水，节约系统中的火电燃料费用；遇到特枯年份，尽可能减轻水电站正常工作的破坏程度，减轻对国民经济所造成的损失；尽可能满足综合利用部门的要求，包括水利部门对水库所

4、承担的灌溉、航运、供水等以及电力部门对水电站所承担的负荷与电量的要求。8保证出力区降低出力区防洪区zt加大出力区预想出力区基本调度线1-防破坏线；2-限制出力线；3-防弃水线。2139 水库调度图是各种调度规则的综合体现。它是利用径流的历时特性或统计特性，按照上述要求所指定出的调度线图。包括下列调度线和调度区：（1）基本调度线和保证出力区）基本调度线和保证出力区 基本调度线分为上基本调度线（防破坏线）和下基本调度线（限制出力线）。它们之间的区域称为保证出力区，实际蓄水位落到此区，水电站按保证出力工作。它们体现了设计来水条件下水电站保证运行方式及相应的调度规则。10（2）加大出力线和加大出力区）

5、加大出力线和加大出力区在上基本调度线以上按照各时刻同样的加大出力比例绘制的调度线称为加大出力线，如取基本调度线所对应的保证出力的1.1、1.2倍，可给出一组加大出力线，最大的一条称为防弃水线。上基本调度线以上到防弃水线之间的区域称为加大出力区。实际蓄水位落在此区，水电站按加大出力调度线的流量工作。加大出力线是体现多水条件下对水库多余水量的合理利用方式及相应的调度规则。11（3）防弃水线和预想出力区）防弃水线和预想出力区 最大的一条加大出力线称为防弃水线。防弃水线以上的区域称为预想出力区。实际蓄水位落在此区，为减少弃水，水电站应按预想出力全流量工作。12（4）降低出力线和降低出力区）降低出力线和

6、降低出力区在下基本调度线以下，按照各时刻同样的降低出力比例可绘制一组降低出力线，例如取下基本调度线所对应的保证出力的0.9、0.8倍。下基本调度线以下为降低出力区。实际蓄水位落到此区,可按降低出力线的流量工作。降低出力线是体现水电站在特枯水条件下水库蓄水又不足时，水电站正常工作合理破坏的方式及相应的调度规则。13（5）防洪调度线及防洪限制区）防洪调度线及防洪限制区 该区是为拦蓄设计洪水，消减最大洪峰流量，在满足水库及下游安全的前提下合理利用防洪库容所拟定的调度线与调度区。14三峡电站常规调度图(保证出力561.5万)15三峡电站年调度图图中水位为月末水位值，单位为m。I：防洪区，按装机容量发电

7、，1820万KWII：预想处理区III：保证出力区，499.6万KWIV：降低出力区，（统一按80保证出力区发电）16n绘制调度图的基本依据绘制调度图的基本依据来水，流量资料，包括历时特性资料（如历年逐月或旬的平均来水流量资料）和统计特性资料（如年或月频率特性曲线）。水库特性资料和下游水位流量关系资料。水库的各种兴利特征水位和防洪特征水位等。水电站动力特性资料，包括水轮机运行综合特性曲线，引水系统水力损失等资料。水库的综合利用要求，如灌溉、航运的要求等。17n基本调度线分供水期和蓄水期分别绘制：基本调度线分供水期和蓄水期分别绘制：供水期基本调度线的绘制1.设计典型年选取。两个基本条件：典型年供

8、水期的平均出力应等于或接近保证出力；供水期终止时刻应与设计保证率范围内多数年份一致。kmkkmmIIIIIIIII,212222111211182. 逆时序水能计算：从供水期末的死水位开始，蓄水期末的正常水位为起点，按保证出力运行方式，由定时段末水库存水量Vk，时段平均来水Ik和出力Nf，求时段初水库存水Vk-1和流量Qk。得若干年的蓄水过程线：3. 绘制蓄水过程线：将所得蓄水过程线点绘于坐标系内。4. 作上、下包络即得基本调度线。将供水期末上下包络线下端修正至重合。kmkkmmVVVVVVVVV,212222111211kmkkmmzzzzzzzzz,21222211121119Vt20蓄水

9、期基本调度线的绘制 蓄水期基本调度线的绘制与供水期基本相同，即根据前面选出的若干典型年修正后的来水过程，找出这些年份蓄满水库的时刻。从该时刻正常高水位开始，按保证出力图逆时序进行水能计算，直到水库水位降至死水位，得出各年发保证出力的蓄水指示图，取其上包络线为上基本调度线，下包络线为下基本调度线。21基本调度图 将供水期和蓄水期的基本调度线绘制在同一张图上，就得到全年的基本调度图。22n加大出力和降低出力线加大出力和降低出力线（1）加大出力线 年调节水电站在运行中，当天然来水量较丰时，在ti时刻水库实际水位比该时刻水库上基本调度线高出Zi时，则水电站应加大出力以充分利用多蓄的水量，通常可采用以下

10、三种方式：23 立即加大出力，使多余水量尽快放掉。该方式出力不均匀，由于短时间内出力突增，对系统中火电站的运行不利。后期集中加大出力，该方式出力也不均匀，但可使水电站在较长时期保持较高水头运行，较第一种方式多发电量。但如果汛期提前到来，则有可能产生不应有的弃水。均匀加大出力，该方式增加出力均匀，对系统中的发电站运行有利，也能充分利用多余水量，是经常采用的一种增加出力方式。24（1）立即加大出力。使水库水位在时段末t i+1就落在上调度线上。（2）后期集中加大出力（线）。这种方式可使水电站较长时间处于较高水头下运行，对发电有利，但出力不均匀。（3）均匀加大出力（线）。使出力均匀，充分利用水能资源

11、。1下基本调度线；2上基本调度线25（2）降低出力线 当遇特枯年份，天然来水很小时，水电站按保证出力工作一段时间后，水库水位会降到下基本调度线以下，此时，水电站的正常工作将遭到破坏。这种情况下，为减小正常工作的破坏程度，有下面三种调度方式：26立即减小出力，使水库水位经过t后很快回蓄到下基本调度线上，这样破坏时间较短。继续按保证出力图工作，直到死水位，以后按天然来水流量工作，该方式如后期来水很少，将引起集中的严重破坏。均匀减小出力至供水期末，该方式使正常工作均匀破坏，破坏程度小，降低调度线一般按此种方式绘制。27将水电站水库的加大出力和降低出力调度线加绘于基本调度图上，即得到一张使用的水库调度

12、图。如下图所示：根据图4-12，由各时刻水库水 位就可以定出水电站水库所处 的工作区域，水电站按所在区 域规定的运行方式工作，从而 可以使水电站获得较大的工作 效益，即使在正常工作遭到破 坏时，也可以使破坏程度得到 减轻。图4-12 水电站水库调度图288.4 多年调节发电水库基本调度线的绘制多年调节发电水库基本调度线的绘制u多年调节水库的调节周期长达数年，且水文资料有限，难以选出具有代表性的典型年组，因此常用如下简化调度图。正常蓄水位IVIVIII死水位多年库容IIIIII年库容298.4 多年调节发电水库基本调度线的绘制多年调节发电水库基本调度线的绘制 假定：假定： 多年库容调节年际间径流

13、分布不均匀性，年库容调节年内径流分布不均匀性； 所有的供水年组的第一年和最后一年水库都能进行完全年调节，不需要消耗多年库容。308.4 多年调节发电水库基本调度线的绘制多年调节发电水库基本调度线的绘制 从此假定出发： 水库的最高指示线防破坏线，将发生在供水年组的第一年，称为第一计算典型年，该年初水库的多年库容已蓄满； 水库的最低蓄水指示线限制出力线，将发生在供水年组的最后一年，称为第二计算典型年，该年初水库多年库容已经放空。318.4 多年调节发电水库基本调度线的绘制多年调节发电水库基本调度线的绘制1.计算典型年的选择计算典型年的选择n分别在多年库容水位和死库容水位条件下，按保证出力进行水能计

14、算，推算出能进行完全调节的相应水量；然后再选出分别与两种水量相近、但年内分配不同的若干实际年份，经修正后即得第一计算典型年和第二计算典型年。由于第一计算典型年水位过程高于第二计算典型年，所以后者的年水量应比前者的年水量大。328.4 多年调节发电水库基本调度线的绘制多年调节发电水库基本调度线的绘制 2. 基本调度线的绘制基本调度线的绘制 对各第一计算典型年，按保证出力自蓄水期末允许的最高兴利水位（正常蓄水位）、逆时序时段计算至蓄水期初求得相应的年消落水位；再自供水期末各相应的年消落水位逆时序计算至供水期初的允许最高水位；将它们绘制于同一图内内并取其上包线，即得上基本调度线。338.4 多年调节发电水库基本调度线的绘制多年调节发电水库基本调度线的绘制 对各第二典型年自供水期末死水位起，按保证出力逆时序计算至蓄水期初，求得与各第二计算典型年相应的水电站发保证出力的水库蓄水指示线，绘于同一图内并取其下包线，即得下基本调度线。34根据时间和水库水位决定水