洪門、廖坊水庫聯合調度優化研究

0聯合發電調度在國內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，沒有調整能力的水庫干擾。洪水處理廠的調節能力優于廖方水庫。因此，對這兩個水庫之間的聯合發電優化計劃研究非常有價值。1洪水、教水水質撫河是鄱陽湖水系的第二大河流,發源于贛、閩邊界的武夷山西麓廣昌縣,河流自南向北流經廣昌、南豐、南城、金溪、臨川、進賢、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344km。撫河流域徑流較豐富,徑流的年內分配不均勻,汛期連續5個月(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,經黎川縣至南城縣匯入撫河干流,全長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,調洪庫容6.722億m3,發電庫容為3.738億m3,死庫容1.68億m3,庫容系數為14.9%,屬不完全年調節水庫。水庫正常蓄水位100.0m,死水位92.0m,汛期防洪限制水位100.0m,設計洪水位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,調洪庫容3.44億m3,發電庫容1.14億m3,死庫容0.86m3,庫容系數為1.6%,屬季調節水庫。水庫正常蓄水位65.0m,死水位61.0m,汛期防洪限制水位61.0m,設計洪水位67.94m。2水庫運行分析2.1運行水位與水量對洪門水庫36年的汛期水位進行了統計,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,最高水位一般發生在6月下旬,汛期5個月(3~7月)多年平均運行水位如表1所示。分析洪門1970~2005年36年的水庫運行資料,洪水集中在3~6月,其中5~6月洪水頻繁,峰高量大,棄水也多發生5~6月,汛期結束一般在6月下旬至7月上旬,有20年發生了較多棄水,水庫水量利用率為94%左右。如果適當降低4~5月份的庫水位,洪門水庫的棄水將會有所減少,雖然水庫水位降低了,發電水耗有所增加,但是由于水量利用率提高了,洪門水庫總的發電量將保持不變。2.2年來水水量及水質廖坊水庫雖然屬于季調節水庫,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來水按徑流電站方式進行發電。水位為61m時,廖坊最大發電出力為39MW,最大發電流量為500m3/s左右,當入庫流量超過500m3/s的時候水庫即產生棄水,為了進一步說明電量損失情況,按設計代表平水年來水情況進行徑流調節計算(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4年以來,每年都出現大量的棄水,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電優化調度研究工作的重點。3聯合規劃分析3.1月之后段理論利用洪門水庫調節庫容廖坊水庫面臨的調度難題有兩個,一是汛期無調洪庫容,一旦發生洪水,勢必造成棄水;二是6月份的多年平均入庫流量為580.5m3/s,大于機組最大引用流量500m3/s,由于汛期沒有調節庫容,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廖坊的入庫流量進行控制,一是錯峰(削峰),洪水過程中與廖坊水庫實施錯峰調度,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合調度的主要任務就是減少廖坊水庫的棄水,主要措施則是洪門水庫針對廖坊水庫實施錯峰和控泄。3.2聯合組織措施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風雨形成,撫河上游洪水暴漲暴落,歷時較短,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,所以說兩個水庫的洪水都屬于暴漲暴落型,根據廖坊水庫4年來的運行經驗,洪峰一般在集中降雨18~24h之后產生,一次洪水歷時在3~5天左右。要實現錯峰,那么洪門水庫在遭遇到洪水時不能立即加大出庫流量,而是根據廖坊的需要以及洪水調算情況提前18h減小出庫甚至停止發電,攔蓄洪水3~5天,才能達到減少甚至避免廖坊水庫棄水的目的。但是,實施錯峰調度必須以洪門不發生棄水為前提,因為洪門水庫的耗水率只有廖坊的40%左右,一旦洪門發生棄水,電量損失更大。3.2.2聯合調度液壓系統運行效果按設計平水年(1966年)來水情況對4~7月份進行聯合調度徑流控泄計算(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的要求進行控泄,通過計算可得知4~7月廖坊水庫損失電量為521萬kW·h,較未進行聯合調度時少損失了677萬kW·h,詳見表3。從表3的數據可以看出,在設計平水年來水情況下通過聯合調度廖坊水庫能減少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,為聯合調度提供適當的調節庫容,可以減少甚至避免廖坊水庫產生棄水,特別是來水偏枯的年份,3~7月份都能為廖坊水庫提供聯合調度所需的錯峰和控泄的庫容。3.3聯合規劃原則的制定通過以上的分析和計算,聯合調度原則可以初步制定如下:3.3.1水庫立法和運行水位1)參照洪門水庫多年的平均運行水位以及表3的數據,平水年汛期各月水位按表4進行控制,為錯峰和控泄提供庫容,枯水年份水庫水位可適當提高。2)在保證洪門不棄水的前提下,月度內各旬的運行水位根據洪水預報及洪門、廖坊水庫的蓄水情況靈活控制。3)洪水過程中,根據廖坊洪水預報的情況減少發電流量甚至停止發電3~5天,針對廖坊水庫實施削峰和錯峰,盡量不使廖坊發生棄水。3.3.2降低水位,減輕阻拉壓力汛期機組盡量滿負荷運行,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調節庫容,減輕洪門水庫的錯峰壓力。4將洪門與雙廠作為對比,縮短了管理鏈條洪門和廖坊兩個水電同屬于江西三和電力股份有限公司,廖坊水庫建成發電以來,公司就開始組織洪門、廖坊兩個水庫進行聯合優化調度研究。2009年4月,為了更好地實施聯合優化調度,三和公司將洪門與廖坊兩廠合二為一,進一步縮短了管理鏈條,提高了聯合優化發電調度的效率。2009年上半年,撫河流域來水偏枯,主汛期(5、6月份)一共發生了3次入庫流量在500m3/s以上的洪水過程,洪門、廖坊適時實施了聯合調度,廖坊水庫在洪水來臨前提前將庫水位預泄至60.0m左右,洪水過程中洪門水庫停止發電,實施削峰調度,洪門、廖坊水庫均未