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汛限水位调度优化对发电效益的影响分析

【摘要】:随着蓄水提前天数的增加,水库蓄满保证率提高,优化方案1情况下10月底水库均能蓄满。正常调度有12个月平均出力小于保证出力,而优化调度后仅有7个月平均出力小于保证出力。综上所述,优化调度将大大提高水库的蓄满保证率,和正常调度相比,枯水期发电保证率大为增加。

11.4.2.1 优化调度和正常调度年平均发电量比较

优化调度和正常调度相比,月平均发电量变化主要在每年的6月、9月、10月份,其他月份发电量变化不大。优化调度后6月份的水位较正常调度情况高,发电量增加;9月份一方面水位抬高,但另一方面下泄流量变小,综合作用的效果使得其发电量有所减小;10月份由于水位大大提高,且没有正常调度方案中蓄水的压力,故其发电量大为增加。由1946~2002年共57年的发电计算结果可得各方案的年平均发电量值对比情况,见表11-7。由表可知,从各方案发电效益来看,优化方案1>优化方案2>优化方案3>正常调度方案。汛后提前天数越多,年发电量增量越大,优化方案1年发电量增量可达49.20亿k W·h,占多年平均发电量的5.4%。

表11-7 不同蓄水方案平均发电量对比表(单位:×108kW·h)

11.4.2.2 优化调度和正常调度枯水期发电效益比较

根据发电调度计算结果,在1950~2002年的53年中,上游无库情况下,正常调度方案共有38年水库不能够在10月底蓄满;推迟到11月底,上游无库有4年仍未蓄满,分别是1956年、1981年、1997年、2002年;进一步推迟到12月底,水库蓄不满年份分别为1956年、1997年、2002年。优化方案3情况下,10月底蓄不满的年份有3年,分别为1956年、1959年、2002年;推迟到11月底和12月底,仅有2002年未能蓄满。随着蓄水提前天数的增加,水库蓄满保证率提高,优化方案1情况下10月底水库均能蓄满。因此,优化调度大大提高了水库的蓄满保证率,对枯期水库发电以及下游航运均具有重要的影响。

三峡水库运行后枯水期下泄流量变化直接反映了下游航道条件的变化。根据三峡工程论证相关成果,三峡建成后,要保证葛洲坝下游引航道设计通航水位39m,宜昌最小下泄流量应保持在5300m3/s以上。而根据三峡水库水位消落期航运要求,在枯水期1~4月份坝前水位要保持155m 以上以保证变动回水区通航。为了详细分析优化调度对枯水期发电的影响,考虑到在特殊年份无法同时保证上游库区枯水期的航运保证水位155m 以及最小下泄流量,因此考虑了下面两种处理方式:

(1)保证水库枯水期水位不低于155m。在枯水期尽量按照保证出力发电,如果水位消落至航运保证水位155m,则减小发电量,尽量维持在该水位运行。这种处理方式保证了枯水期上游航运条件,但下泄流量难以保证。

(2)保证水库枯水期下泄流量不小于5300m3/s。在枯水期按照保证出力发电,如果下泄流量小于5300m3/s,则减小发电量,尽量维持该流量下泄。这种处理方式与第一种刚好相反,以保证枯水期下游的航运为前提,但难以保证变动回水区的航运条件。

这里对上述两种方式下优化调度和正常调度枯水期的发电量进行比较:

(1)保证水库枯水期水位不低于155m。在保证水库枯水期水位不低于155m 的情况下,在1946~2002年中,正常调度有15个月、224天平均出力小于保证出力,而优化调度后仅有7个月、74天平均出力小于保证出力。

(2)保证水库枯水期下泄流量不小于5300m3/s。与保证水库枯水期水位不低于155m的情况类似,在保证下泄流量以后,在1946~2002年中,正常调度与优化调度相比,枯水期出力过程的差异也只发生在1956水文、1997水文、2002水文年的枯水期 (即1957年、1998年、2003年的1~4月份)。正常调度有12个月平均出力小于保证出力,而优化调度后仅有7个月平均出力小于保证出力。

综上所述,优化调度将大大提高水库的蓄满保证率,和正常调度相比,枯水期发电保证率大为增加。