洪门、廖坊水库联合调度优化研究

洪门、廖坊水库联合调度优化研究

0联合发电调度在国内市洪门水库位于廖方水库的上游，控制面积占廖方水库控制面积的33.65%。它与廖方水库之间的距离（43公里）很近，没有调整能力的水库干扰。洪水处理厂的调节能力优于廖方水库。因此，对这两个水库之间的联合发电优化计划研究非常有价值。1洪水、教水水质抚河是鄱阳湖水系的第二大河流,发源于赣、闽边界的武夷山西麓广昌县,河流自南向北流经广昌、南丰、南城、金溪、临川、进贤、南昌注入鄱阳湖,河源至南城157km,称盱江,为上游河段,河流全长344km。抚河流域径流较丰富,径流的年内分配不均匀,汛期连续5个月(3~7月)径流量占全年径流总量的70.7%,其中主汛期4月~6月占全年的51.6%。洪门水库位于江西省抚河支流黎滩河下游,黎滩河为抚河主要支流之一,源于武夷山脉,经黎川县至南城县汇入抚河干流,全长79km。洪门坝址距入干流处16km。坝址控制流域面为2376km2,水库总库容12.14亿m3,防洪库容2.88亿m3,调洪库容6.722亿m3,发电库容为3.738亿m3,死库容1.68亿m3,库容系数为14.9%,属不完全年调节水库。水库正常蓄水位100.0m,死水位92.0m,汛期防洪限制水位100.0m,设计洪水位103.52m。廖坊水库位于抚河干流中游,廖坊坝址上距南城县27km,下距抚州市约45km。水库由干流盱江和支流黎滩水及库区组成,坝址控制流域面积为7060km2。水库总库容4.32亿m3,防洪库容3.10亿m3,调洪库容3.44亿m3,发电库容1.14亿m3,死库容0.86m3,库容系数为1.6%,属季调节水库。水库正常蓄水位65.0m,死水位61.0m,汛期防洪限制水位61.0m,设计洪水位67.94m。2水库运行分析2.1运行水位与水量对洪门水库36年的汛期水位进行了统计,有7年水库蓄到了正常高水位100.0m,最高水位一般在6月中旬产生,多年平均年最高水位为98.52m,洪门水库3月份的库水位为最低,以后逐月升高,最高水位一般发生在6月下旬,汛期5个月(3~7月)多年平均运行水位如表1所示。分析洪门1970~2005年36年的水库运行资料,洪水集中在3~6月,其中5~6月洪水频繁,峰高量大,弃水也多发生5~6月,汛期结束一般在6月下旬至7月上旬,有20年发生了较多弃水,水库水量利用率为94%左右。如果适当降低4~5月份的库水位,洪门水库的弃水将会有所减少,虽然水库水位降低了,发电水耗有所增加,但是由于水量利用率提高了,洪门水库总的发电量将保持不变。2.2年来水水量及水质廖坊水库虽然属于季调节水库,但是主汛期(3~6月)水库汛限水位与水库死水位同为61.0m,也就是说主汛期只能根据来水按径流电站方式进行发电。水位为61m时,廖坊最大发电出力为39MW,最大发电流量为500m3/s左右,当入库流量超过500m3/s的时候水库即产生弃水,为了进一步说明电量损失情况,按设计代表平水年来水情况进行径流调节计算(以旬为单位),汛期损失电量为1198万kW·h,详见表2。廖坊水电厂正式投产4年以来,每年都出现大量的弃水,较枯年份(2007、2009年)也不例外,如何减少汛期的弃水是廖坊水库发电优化调度研究工作的重点。3联合规划分析3.1月之后段理论利用洪门水库调节库容廖坊水库面临的调度难题有两个,一是汛期无调洪库容,一旦发生洪水,势必造成弃水;二是6月份的多年平均入库流量为580.5m3/s,大于机组最大引用流量500m3/s,由于汛期没有调节库容,6月份弃水几乎成为必然。洪门水库在廖坊水库的上游,控制着廖坊水库流域面积的三分之一,对廖坊水库的入库流量有一定的控制作用,洪门水库可以利用富余的库容对廖坊的入库流量进行控制,一是错峰(削峰),洪水过程中与廖坊水库实施错峰调度,减小廖坊水库的洪峰流量,从而减少廖坊水库的弃水量。二是控泄,控制好洪门水库主汛期的平均出库流量,减小廖坊水库主汛期的平均入库流量,降低廖坊水库的弃水概率。所以说,洪门水库与廖坊水库联合调度的主要任务就是减少廖坊水库的弃水,主要措施则是洪门水库针对廖坊水库实施错峰和控泄。3.2联合组织措施3.2.1洪门水库洪水抚河是雨洪式河流,洪水主要由锋面雨和台风雨形成,抚河上游洪水暴涨暴落,历时较短,黎滩河与盱江洪峰遭遇率较高,洪门水库位于抚河上游,廖坊水库虽位处抚河中游,但其流域面积有92%属于上游,所以说两个水库的洪水都属于暴涨暴落型,根据廖坊水库4年来的运行经验,洪峰一般在集中降雨18~24h之后产生,一次洪水历时在3~5天左右。要实现错峰,那么洪门水库在遭遇到洪水时不能立即加大出库流量,而是根据廖坊的需要以及洪水调算情况提前18h减小出库甚至停止发电,拦蓄洪水3~5天,才能达到减少甚至避免廖坊水库弃水的目的。但是,实施错峰调度必须以洪门不发生弃水为前提,因为洪门水库的耗水率只有廖坊的40%左右,一旦洪门发生弃水,电量损失更大。3.2.2联合调度液压系统运行效果按设计平水年(1966年)来水情况对4~7月份进行联合调度径流控泄计算(以旬为单位),洪门水库在4月底将水位消落至死水位,在洪门水库不发生弃水的前提下,5~6月份按廖坊入库不大于500m3/s的要求进行控泄,通过计算可得知4~7月廖坊水库损失电量为521万kW·h,较未进行联合调度时少损失了677万kW·h,详见表3。从表3的数据可以看出,在设计平水年来水情况下通过联合调度廖坊水库能减少677万kW·h的损失。而且6月底洪门水库的水位并没有达到正常高水位100.0m,洪门水库的控泄能力还有一定的富余。由此可见如果控制洪门库水位4月底为最低,为联合调度提供适当的调节库容,可以减少甚至避免廖坊水库产生弃水,特别是来水偏枯的年份,3~7月份都能为廖坊水库提供联合调度所需的错峰和控泄的库容。3.3联合规划原则的制定通过以上的分析和计算,联合调度原则可以初步制定如下:3.3.1水库立法和运行水位1)参照洪门水库多年的平均运行水位以及表3的数据,平水年汛期各月水位按表4进行控制,为错峰和控泄提供库容,枯水年份水库水位可适当提高。2)在保证洪门不弃水的前提下,月度内各旬的运行水位根据洪水预报及洪门、廖坊水库的蓄水情况灵活控制。3)洪水过程中,根据廖坊洪水预报的情况减少发电流量甚至停止发电3~5天,针对廖坊水库实施削峰和错峰,尽量不使廖坊发生弃水。3.3.2降低水位,减轻阻拉压力汛期机组尽量满负荷运行,洪水来临前泄空库容,可将库水位降至死水位以下(60.0m左右),空出1700万m3调节库容,减轻洪门水库的错峰压力。4将洪门与双厂作为对比,缩短了管理链条洪门和廖坊两个水电同属于江西三和电力股份有限公司,廖坊水库建成发电以来,公司就开始组织洪门、廖坊两个水库进行联合优化调度研究。2009年4月,为了更好地实施联合优化调度,三和公司将洪门与廖坊两厂合二为一,进一步缩短了管理链条,提高了联合优化发电调度的效率。2009年上半年,抚河流域来水偏枯,主汛期(5、6月份)一共发生了3次入库流量在500m3/s以上的洪水过程,洪门、廖坊适时实施了联合调度,廖坊水库在洪水来临前提前将库水位预泄至60.0m左右,洪水过程中洪门水库停止发电,实施削峰调度,洪门、廖坊水库均未