洪門、廖坊水庫聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化研究

洪門、廖坊水庫聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化研究

0聯(lián)合發(fā)電調(diào)度在國內(nèi)市洪門水庫位于廖方水庫的上游，控制面積占廖方水庫控制面積的33.65%。它與廖方水庫之間的距離（43公里）很近，沒有調(diào)整能力的水庫干擾。洪水處理廠的調(diào)節(jié)能力優(yōu)于廖方水庫。因此，對(duì)這兩個(gè)水庫之間的聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化計(jì)劃研究非常有價(jià)值。1洪水、教水水質(zhì)撫河是鄱陽湖水系的第二大河流,發(fā)源于贛、閩邊界的武夷山西麓廣昌縣,河流自南向北流經(jīng)廣昌、南豐、南城、金溪、臨川、進(jìn)賢、南昌注入鄱陽湖,河源至南城157km,稱盱江,為上游河段,河流全長(zhǎng)344km。撫河流域徑流較豐富,徑流的年內(nèi)分配不均勻,汛期連續(xù)5個(gè)月(3~7月)徑流量占全年徑流總量的70.7%,其中主汛期4月~6月占全年的51.6%。洪門水庫位于江西省撫河支流黎灘河下游,黎灘河為撫河主要支流之一,源于武夷山脈,經(jīng)黎川縣至南城縣匯入撫河干流,全長(zhǎng)79km。洪門壩址距入干流處16km。壩址控制流域面為2376km2,水庫總庫容12.14億m3,防洪庫容2.88億m3,調(diào)洪庫容6.722億m3,發(fā)電庫容為3.738億m3,死庫容1.68億m3,庫容系數(shù)為14.9%,屬不完全年調(diào)節(jié)水庫。水庫正常蓄水位100.0m,死水位92.0m,汛期防洪限制水位100.0m,設(shè)計(jì)洪水位103.52m。廖坊水庫位于撫河干流中游,廖坊壩址上距南城縣27km,下距撫州市約45km。水庫由干流盱江和支流黎灘水及庫區(qū)組成,壩址控制流域面積為7060km2。水庫總庫容4.32億m3,防洪庫容3.10億m3,調(diào)洪庫容3.44億m3,發(fā)電庫容1.14億m3,死庫容0.86m3,庫容系數(shù)為1.6%,屬季調(diào)節(jié)水庫。水庫正常蓄水位65.0m,死水位61.0m,汛期防洪限制水位61.0m,設(shè)計(jì)洪水位67.94m。2水庫運(yùn)行分析2.1運(yùn)行水位與水量對(duì)洪門水庫36年的汛期水位進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),有7年水庫蓄到了正常高水位100.0m,最高水位一般在6月中旬產(chǎn)生,多年平均年最高水位為98.52m,洪門水庫3月份的庫水位為最低,以后逐月升高,最高水位一般發(fā)生在6月下旬,汛期5個(gè)月(3~7月)多年平均運(yùn)行水位如表1所示。分析洪門1970~2005年36年的水庫運(yùn)行資料,洪水集中在3~6月,其中5~6月洪水頻繁,峰高量大,棄水也多發(fā)生5~6月,汛期結(jié)束一般在6月下旬至7月上旬,有20年發(fā)生了較多棄水,水庫水量利用率為94%左右。如果適當(dāng)降低4~5月份的庫水位,洪門水庫的棄水將會(huì)有所減少,雖然水庫水位降低了,發(fā)電水耗有所增加,但是由于水量利用率提高了,洪門水庫總的發(fā)電量將保持不變。2.2年來水水量及水質(zhì)廖坊水庫雖然屬于季調(diào)節(jié)水庫,但是主汛期(3~6月)水庫汛限水位與水庫死水位同為61.0m,也就是說主汛期只能根據(jù)來水按徑流電站方式進(jìn)行發(fā)電。水位為61m時(shí),廖坊最大發(fā)電出力為39MW,最大發(fā)電流量為500m3/s左右,當(dāng)入庫流量超過500m3/s的時(shí)候水庫即產(chǎn)生棄水,為了進(jìn)一步說明電量損失情況,按設(shè)計(jì)代表平水年來水情況進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算(以旬為單位),汛期損失電量為1198萬kW·h,詳見表2。廖坊水電廠正式投產(chǎn)4年以來,每年都出現(xiàn)大量的棄水,較枯年份(2007、2009年)也不例外,如何減少汛期的棄水是廖坊水庫發(fā)電優(yōu)化調(diào)度研究工作的重點(diǎn)。3聯(lián)合規(guī)劃分析3.1月之后段理論利用洪門水庫調(diào)節(jié)庫容廖坊水庫面臨的調(diào)度難題有兩個(gè),一是汛期無調(diào)洪庫容,一旦發(fā)生洪水,勢(shì)必造成棄水;二是6月份的多年平均入庫流量為580.5m3/s,大于機(jī)組最大引用流量500m3/s,由于汛期沒有調(diào)節(jié)庫容,6月份棄水幾乎成為必然。洪門水庫在廖坊水庫的上游,控制著廖坊水庫流域面積的三分之一,對(duì)廖坊水庫的入庫流量有一定的控制作用,洪門水庫可以利用富余的庫容對(duì)廖坊的入庫流量進(jìn)行控制,一是錯(cuò)峰(削峰),洪水過程中與廖坊水庫實(shí)施錯(cuò)峰調(diào)度,減小廖坊水庫的洪峰流量,從而減少廖坊水庫的棄水量。二是控泄,控制好洪門水庫主汛期的平均出庫流量,減小廖坊水庫主汛期的平均入庫流量,降低廖坊水庫的棄水概率。所以說,洪門水庫與廖坊水庫聯(lián)合調(diào)度的主要任務(wù)就是減少廖坊水庫的棄水,主要措施則是洪門水庫針對(duì)廖坊水庫實(shí)施錯(cuò)峰和控泄。3.2聯(lián)合組織措施3.2.1洪門水庫洪水撫河是雨洪式河流,洪水主要由鋒面雨和臺(tái)風(fēng)雨形成,撫河上游洪水暴漲暴落,歷時(shí)較短,黎灘河與盱江洪峰遭遇率較高,洪門水庫位于撫河上游,廖坊水庫雖位處撫河中游,但其流域面積有92%屬于上游,所以說兩個(gè)水庫的洪水都屬于暴漲暴落型,根據(jù)廖坊水庫4年來的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),洪峰一般在集中降雨18~24h之后產(chǎn)生,一次洪水歷時(shí)在3~5天左右。要實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰,那么洪門水庫在遭遇到洪水時(shí)不能立即加大出庫流量,而是根據(jù)廖坊的需要以及洪水調(diào)算情況提前18h減小出庫甚至停止發(fā)電,攔蓄洪水3~5天,才能達(dá)到減少甚至避免廖坊水庫棄水的目的。但是,實(shí)施錯(cuò)峰調(diào)度必須以洪門不發(fā)生棄水為前提,因?yàn)楹殚T水庫的耗水率只有廖坊的40%左右,一旦洪門發(fā)生棄水,電量損失更大。3.2.2聯(lián)合調(diào)度液壓系統(tǒng)運(yùn)行效果按設(shè)計(jì)平水年(1966年)來水情況對(duì)4~7月份進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度徑流控泄計(jì)算(以旬為單位),洪門水庫在4月底將水位消落至死水位,在洪門水庫不發(fā)生棄水的前提下,5~6月份按廖坊入庫不大于500m3/s的要求進(jìn)行控泄,通過計(jì)算可得知4~7月廖坊水庫損失電量為521萬kW·h,較未進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度時(shí)少損失了677萬kW·h,詳見表3。從表3的數(shù)據(jù)可以看出,在設(shè)計(jì)平水年來水情況下通過聯(lián)合調(diào)度廖坊水庫能減少677萬kW·h的損失。而且6月底洪門水庫的水位并沒有達(dá)到正常高水位100.0m,洪門水庫的控泄能力還有一定的富余。由此可見如果控制洪門庫水位4月底為最低,為聯(lián)合調(diào)度提供適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)庫容,可以減少甚至避免廖坊水庫產(chǎn)生棄水,特別是來水偏枯的年份,3~7月份都能為廖坊水庫提供聯(lián)合調(diào)度所需的錯(cuò)峰和控泄的庫容。3.3聯(lián)合規(guī)劃原則的制定通過以上的分析和計(jì)算,聯(lián)合調(diào)度原則可以初步制定如下:3.3.1水庫立法和運(yùn)行水位1)參照洪門水庫多年的平均運(yùn)行水位以及表3的數(shù)據(jù),平水年汛期各月水位按表4進(jìn)行控制,為錯(cuò)峰和控泄提供庫容,枯水年份水庫水位可適當(dāng)提高。2)在保證洪門不棄水的前提下,月度內(nèi)各旬的運(yùn)行水位根據(jù)洪水預(yù)報(bào)及洪門、廖坊水庫的蓄水情況靈活控制。3)洪水過程中,根據(jù)廖坊洪水預(yù)報(bào)的情況減少發(fā)電流量甚至停止發(fā)電3~5天,針對(duì)廖坊水庫實(shí)施削峰和錯(cuò)峰,盡量不使廖坊發(fā)生棄水。3.3.2降低水位,減輕阻拉壓力汛期機(jī)組盡量滿負(fù)荷運(yùn)行,洪水來臨前泄空庫容,可將庫水位降至死水位以下(60.0m左右),空出1700萬m3調(diào)節(jié)庫容,減輕洪門水庫的錯(cuò)峰壓力。4將洪門與雙廠作為對(duì)比,縮短了管理鏈條洪門和廖坊兩個(gè)水電同屬于江西三和電力股份有限公司,廖坊水庫建成發(fā)電以來,公司就開始組織洪門、廖坊兩個(gè)水庫進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究。2009年4月,為了更好地實(shí)施聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度,三和公司將洪門與廖坊兩廠合二為一,進(jìn)一步縮短了管理鏈條,提高了聯(lián)合優(yōu)化發(fā)電調(diào)度的效率。2009年上半年,撫河流域來水偏枯,主汛期(5、6月份)一共發(fā)生了3次入庫流量在500m3/s以上的洪水過程,洪門、廖坊適時(shí)實(shí)施了聯(lián)合調(diào)度,廖坊水庫在洪水來臨前提前將庫水位預(yù)泄至60.0m左右,洪水過程中洪門水庫停止發(fā)電,實(shí)施削峰調(diào)度,洪門、廖坊水庫均未