水电系统长期优化调度的对策分析

水电系统长期优化调度的对策分析

何军

（四川通源电力科技有限公司四川成都610000）

摘要：水电站水库的优化调度在水电站的系统以及电网系统管理中，是不可或缺的重要组成部分，同时，水电优化调度又是一个约束力强、非线性、阶段多的复杂优化问题，因此进行优化调度很有必要。水利工程以及设备的作用发挥调度的效果将被其直接影响到，也能积极地帮助电网的安全可靠运行。为了使水电系统能够实现良好的效益，节约水电资源，保证水力调度能一直保持着优良的运行状态，本文对目前的水电系统调度的优化方法作了阐述，并且就水电站水库优化调度所需要的对策进行分析和研究。希望能够在一定程度上引起大家对水电系统优化调度的思考，节约水电资源的同时能够促进经济效益的发展。

关键词：水电系统；联合优化；优化调度；对策方法

0引言

在水电站水库进行优化调度的好处有以下几点：有利于使水电站以及电力系统的管理水平得到提升，就能够使经济利益得到显著提高并不依赖于外力作用的加入，水库优化调度是非常有成效又高效率的，就所有挖掘水电站的潜力的方式来看。其实水库优化调度这一过程并不复杂，正常情况下它都是在大家比较熟悉的系统工程调度中来进行，从而将整个过程得到完成，它的优点是能够节约水资源，让其能够被有效完全地得到利用，这是通过加强各个部门之间的合作来实现的，充分挖掘其潜能，发挥其价值及作用，以此来完成良好的经济效益这一目标，同时也可以为整个电网的安全提供可靠的依赖作用。因此加强水电站水库的优化调度这一行动，是造福人类的一大进步，刻不容缓。

就我国当前的水平而言，水电站经济运行中存在着以下问题：在大部分已经完成的水电站内，许多其经济运转还没有进行，这其中有许多原因，比如关于节能方面，其注重水电站运转的经济节能这一方面并没有体现出来，同时有些水电站根本就不具备节能的思想，例如其过低的技术水准使得水电站的经济运转得到了严重的影响。除此之外，有关这一方面的法律法规也不够完善，不仅仅如此，其责任体系也没有得到明确的落实，只是个不清晰的模型，因为法律法规并没有被人们铭记，而且没有对责任的主体加以明确，如果节能这一目的没有能够得到实现的话，关于谁是责任主体的问题也无法得到解决，即使这种情况下不会产生一丝不好的后果，水电站的运行却有可能会因此造成不好的影响，其会越来越不追求的节能积极性，主动性。

1、影响水电站水库优化调度的因素

机组的振动、输电线路受到冲击会对水电站水库的优化调度产生一定的影响，同时其也会被站内存在的区别所影响，这些区别一般是由电气设备、水泵性能上所引起的，除此之外，过高的水压会给安全性带来潜在的隐患、水力振动与关阀水锤的状况在正常停机情况下等种种因素的影响[1]。

2、水电站水库优化调度的特征

2.1正常情况下的优化调度方法

正常的水电站水库优化调度方法，指的就是在国际上都被普遍接纳并采用的方法，一般都是根据水文资料，根据历史上的数据统计而来，对于能够选择出具有典型的能够作为代表的来水，使其作为代表年，随进一步对水能的调节进行充分的计算，由包络线绘制的水库调度图能够得到应用，并且发挥其最大的作用从而来指导水电站的运行。此优化调度方法普遍被认为比较省时省力，既能够直接而又明确地处理影响水库运行的相关因素，然而这种调度方法也存在着缺陷，其还没有达到一定的灵活度，盲目性也比较大，很难达到预计的效果。

2.2计算水电站水库优化调度的方法

为了达到让水库的运行达到优化的效果，运用动态规划理论这一求解方法相对来说是比较靠谱的所谓动态规划理论地概念便是改变计算的方法，具体的是将传统的一步多维用多步一维来进行代替，此外还要对调节的不同周期根据多种依据来进行划分，最终要达到保证状态得到最优的转移的目的。不仅如此，水库的水位也十分重要，这其中既有水库的来水情况又有时段径流的条件等，将新编的水库调度图加以运用，并且使用已经被优化过了的运行方式，以此来使水电站的发电出力，这些能够使得水电站水库在运行时不会出现特殊的状况，可以进一步的安全并且可靠，进而带动经济效益的提高。

2.3新编的优化调度图

新编的水库优化调度图的概念既不简单杂又不是十分复杂，运用以数学规划论为基础的动态规划，除此之外还可以利用随机规划法，最后将计算达到最优结果的方法。做到以上几点，新编的水库优化调度图便能够完成了。这种调度图的优点在于，既能够使三维坐标的调度线得到实现，提高水电站水库的调度决策的灵活性，同时在生活中也能够得到更能被普遍接受的使用。对于这种类型的新编的优化调度图不仅有以上已经提到的优点，其更大的好处是能够有效解决正常优化调度法中存在的缺陷及问题，能够大大地提高经济效益。

3、节能发电调度下的水电短期优化调度存在的好处

3.1水电站优化调度的作用

其最具意义的一个方式便是在进行水电站优化调度的时候，能够有效解决资源短缺、能源紧张的重要问题，由于近年来我国的发展，对于经济体制进行了改革以及市场机制竞争的愈渐激烈，使得水电站不得不通过将厂网进行分离、竞价上网的方式来推进将电力市场进行运用，希望这样能够达到节约成本、提升效率的最终目的。

进行水电站经济运转工作，在这一状态下不仅能够使水电站运转的管理能力得到提升，将水电站发电效益提高、对电网安全运转的保障意义非常大之外，也是能将水资源得到充分运用的有效措施。

3.2水电站经济运转的内容

基本由厂内经济运转、短期经济运转及长期经济运转组成。

（1）厂内经济运转是指根据时间及时进行调度，在所有机组当中落实清楚相关小时分配到的负荷，且将所有机组的负荷协调一致根据负荷的实际转变来执行，并且实施操控。充分发挥水能资源的作用，在与电力系统供电所需要的情况相符合并且使当前发电设施及水工建筑物不转变的条件下，能够将电站以及整个系统的经济效益得到提升的目标，依照系统分析理论以及最优化技术编制方案进行运转。

（2）短期经济运转的工作。在短期经济运转中，长远经济运转需要被分配至本时段的输入，在最短的时段之间可以将搭配有效进行，形成一种电站短期最佳的运转形式，也就是确定短期电站逐日、逐时的负荷分配以及其运转时的状态。

（3）长期经济运转的工作。此方法的好处在于能够将较长时期中的有限输入以最佳的方式分配于较短时段，使其运转形式成为所有电站中长期最优的。以水库优化调度为中心，并将电力系统长期的电力电量平衡进行执行，在较短时间内能够把水电站较长时间内的输入能量进行有效的分配。

总之，三既互相依存，又彼此独立，互不干涉，从理论的角度来讲，需要先从厂内出发，再分别到短期与长期，而在研究当中顺序则刚好完全相反。

4、水电站水库优化调度的分布方式

4.1单一的水电站水库优化调度方式

众所周知，单一的水电站水库优化调度是最简单也是最原始的，编制时利用优化理论，并且明确每一年的不同时期以及不同时段的运行方式，希望借此最终能够实现对库群进行优化调度的目标。优化准则的目标能否达到，通常情况下是根据水电站的电能价值是否是最大或这以其一年内发电量是否最多来进行判断的。这其中的依赖关系由两个径流形成，这两个时段属于相邻时段，将随机的模型加以运用，从而进行规划进而求解，计算的时段是旬、月，周期则是年，关于其水库的水位、流量等问题包括发电情况则根据相关的文件来明确。

4.2梯级水电站群优化调度方式

对于梯级水电站的优化调度运行方式需要满足许多条件，这其中包括满足电力系统的总负荷，也有着许多其他的条件。上下级电站区间之间存在的径流情况需要被充分考虑，细致地分析下一级对上一级电站水头变化的影响，优化准则的目标与单一的水电站水库优化调度一致。充分发挥除了水文还有天气预报所带来的作用，补偿水库的构成要求很高，构成它的水电站除了性能好，还要水量大，并且优化计算的目标也是这点，利用合并水头的动态规划方法对一个电网以及河流进行相应的改造，让其转变为纯水电系统，求解[利用径流时间、空间关系所建立的调度数学模型。

5、结束语

随着社会的进步，科学技术的发展速度也突发猛进，水电系统将得到相应统一的改变，原先所追求的都是电力系统运转费用实现最低化，现在已经改变成为追寻相互效益最大竞争的形式，此种水电系统不光增加了电力市场氛围中的电站调度的内容并且为其带来了极大的挑战。为了缓解我国能源紧张的问题，仅仅进行不断研发能源只是杯水车薪，更需要进行节能。在这一状况下，水电站经济运转的工作应得到极力进行。

参考文献

[1]郝永怀，文坛花.大系统分解协调法在三峡梯级短期优化调度中的应用[J].珠江现代建设，2014，（1）.

[2]任金明，蔡建国，胡志根，任文杰.下游水库对上游梯级电站施工导截流的影响[J].武汉大学学报（工学版），2011，（3）.

[3]郝永怀，杨侃，周冉，程卓，郑姣，刘国帅.三峡梯级短期优化调度大系统分解协调法的应用[J].河海大学学报（自然科学版），2012，（1）.