气候变化下澜沧江流域径流及水电站发电能力预测

气候变化会对流域径流和梯级电站发电能力产生重要影响。基于历史和未来气候情景数据,综合利用WACM水文模型和梯级水电站发电模型,对澜沧江下游5个梯级水电站的出入库流量变化和发电能力进行预测。结果表明:①澜沧江流域未来气温会有一定程度上升,但GFDL-CM3、GISS-E2-R-CC和IPSL-CM5A-MR 3种气候模式下的降水变化趋势不一致,分别为增加8%~24%、减少15%~45%和变幅较小(-4%~7%);②上游来水在GFDL-CM3模式下明显增加(16.15%),在GISS-E2-R-CC模式下大幅减少(-30.67%),而在IPSL-CM5A-MR模式下变化不大(-2.01%);③梯级水电站年均发电量受上游来水的影响显著,保证出力对来水减少更为敏感,当年均流量下降30.67%时,保证出力下降约80%。研究成果可为澜沧江流域应对气候变化影响的水资源和梯级电站调度管理提供参考。

雅砻江锦屏减水河段产漂流性卵鱼类早期资源及变化

分析雅砻江两河口和杨房沟水电站投产运行初期锦屏减水河段产漂流性卵鱼类早期资源及变化,为雅砻江中下游梯级水电开发的环境影响研究提供数据支撑。2022年5-7月在雅砻江干流锦屏二级减水河段凉山州冕宁县里庄断面设置采样点利用半圆弶网采集鱼类卵苗,同时测量网口流速、水温等环境因子,并结合径流量数据推断产卵场位置及规模。结果采集到鱼类卵苗12种,其中产漂流性卵鱼类4种,分别是中华金沙鳅、犁头鳅、长薄鳅和中华沙鳅。估算调查期间锦屏减水河段产漂流性卵径流量约为1019.07万粒,在5月下旬水温达到16℃以上开始繁殖,7月中上旬水温17℃以上达到繁殖高峰,较大规模的产卵场主要分布在九龙河口以下和爱、南河-青纳和里庄等3个江段。与2013年及2019-2020年调查相比,锦屏减水河段均以中华金沙鳅和犁头鳅为主要产卵种类,鱼卵密度低于2013年,高于2019-2020年,近年来繁殖规模总体呈现稳中有升的趋势,繁殖高峰期有所推迟。由于流水环境的存在,锦屏减水河段保留有雅砻江下游规模最大的产漂流性卵鱼类产卵场,建议继续加强河段水温观测、评估分层取水效果、优化生态调度方案以保护雅砻江下游鱼类资源。

兼顾生态的梯级水电站优化调度模型研究与应用

随着生态环境保护意识的提高,国家对水库开展生态调度的要求也不断提高。针对金沙江下游梯级电站复杂多样的生态调度需求,以经济效益最大为目标,建立针对产粘沉性卵鱼类生态调度和促进产漂流性卵鱼类繁殖生态调度的梯级水电站中长期优化调度模型;通过生态调度与电站运行目标的整体优化,得到生态调度开展时机的优化方案,实现兼顾生态调度和电站发电。在此基础上,选取丰、平、枯共30个典型年进行分析。结果表明:不同典型年下考虑生态调度后梯级发电量减少0.01%~0.27%,来水越丰,生态调度的影响越大。就整个消落期来看,生态调度与兴利调度没有明显的冲突,但会影响梯级电站的消落进度,导致上游两座电站消落提前1旬左右,对下游两座电站影响较小。

拉萨河流域梯级电站水光互补调度对水文情势的影响分析

梯级电站水光互补调度能提高光伏消纳能力和系统总发电量,但也要求调整梯级电站的调度规则,进而会加剧梯级电站下游的水文情势改变。为定量评价水光互补调度对水文情势的影响,以系统总发电量和总保证出力最大为目标,构建了拉萨河流域梯级电站水光互补优化调度模型,提出了基于水光互补的梯级电站优化调度方案,分析评价了不同优化调度方案的水文情势改变度。结果表明:梯级电站的水光互补优化调度能有效提升电力系统的总发电量和总保证出力;水光互补后拉萨河水文情势的综合改变度略大于水光互补之前,处于轻度至中度改变的临界值附近。研究成果可为拉萨河的水光互补调度及流域综合管理提供科学方法和依据。

金沙江上游水光互补中长期协调运行方法研究

充分发挥流域梯级水电站的灵活调节能力,实现水光互补系统的协同运行,是提升可再生能源消纳水平的重要途径。以金沙江上游川藏段正在开展前期规划工作的梯级水电站及沿江光伏电站为研究对象,建立了水光互补系统发电量最大化的中长期协调运行优化模型,同时计及梯级水电站、光伏电站和外送直流输电线路的运行约束,以评估水光互补系统的外送消纳水平。在算例分析中,测算了不同梯级水电站规划装机下的光伏电站最大装机和典型日外送发电曲线,并从丰-平-枯水平年、直流日最大调节幅度和是否配置抽水蓄能电站等方面进行模型验证和灵敏度分析,结果表明,金沙江上游川藏段水光出力具有季节资源互补性和日内电源互补性,提升梯级水电站或直流输电线路的调节能力、配置抽水蓄能电站均可以使光伏最大可接纳装机进一步增长。

黄河上游梯级电站补偿效益研究

在分析补偿调节原则和方法的基础上 ,利用大系统理论研究黄河梯级水电站群电量补偿效益问题。根据黄河上游水库电站的特点 ,提出有效的计算方法———三层次计算法 ,每一层次建立了水库调节的数学模型 ,并采用模拟、模拟优化算法对其求解 ;模型计算结果表明 。

基于CFS的汉江上游梯级水库系统月入库径流预测

将天气预报产品引入水文模型是提高长期径流预测精度的有效途径,但引入方法仍存在难度。为此,以汉江上游梯级水库系统为例,引入智能算法及相似典型放缩,构建基于分预见期校正的CFS与SWAT耦合径流预测模型,首先甄选智能算法校正CFS降雨,然后基于相似典型放缩对其进行时空展布,最终将其输入分区率定的梯级水库SWAT模型,从而实现月径流预测。结果表明,随机森林和人工神经网络更适合于CFS预测校正且不受预见期影响,基于相似典型时空分布的耦合模型预测效果较好,能为梯级水库系统提供更为可靠的径流预测。

不同水平年黄河上游梯级发电补偿效益的动态计算

针对以往补偿效益的研究都是静态计算而言,本文结合不同水平年黄河干流梯级的滚动开发规划,考虑不同年代补偿效益的动态特性,采用黄河干流梯级水库补偿效益的仿真模型,计算了2000、2010以及2020三个水平年黄河上游径流式梯级电站的发电补偿效益。

长江上游梯级电站开发区泥石流的治理工程效果评估与减灾策略——以金沙江白鹤滩水电站为例

[目的]评估灾害性泥石流严重的长江上游梯级电站开发区泥石流灾害治理工程效果,为长江上游同类水电站的泥石流防灾减灾与治理效果评估研究提供思路。[方法]选择金沙江白鹤滩水电站施工区的矮子沟和大寨沟泥石流治理工程为案例,通过2013—2015年连续3a的现场跟踪调查分析,结合模型计算对矮子沟和大寨沟泥石流峰值流量过程进行计算,分别评估2014和2015年矮子沟、大寨沟泥石流治理工程效果,并进行泥石流危险性评价。[结果]基于长江上游梯级电站开发区泥石流灾害特点,提出了长江上游梯级电站开发区泥石流治理工程效果评估模式,并提出了基于风险控制的水电工程泥石流"以排为主,适当拦挡"治理模式与减灾策略。[结论]矮子沟、大寨沟现有的泥石流防治措施在满库的状态下能够满足500年一遇泥石流过流的要求,泥石流危险性小。

汉江上游梯级水电站水库优化运行研究

根据汉江上游石泉、喜河、安康梯级水电站水库群的特点和任务,分别以梯级水电站发电量最大和发电效益最大为目标函数建立优化模型,将逐次逼近动态规划法(DPSA)与逐步优化算法(POA)相结合求解模型,获得梯级水电站长系列优化运行结果。结果表明,梯级水电站水库群优化运行能够充分发挥水库的补偿作用,相比梯级水库群常规调度和单一水库优化运行获得更大的效益;与发电量最大模型相比,发电效益最大模型增加了梯级水电站的发电效益和枯水期出力,调整了水电站的负荷分配,减少了水电站弃水,提高了水资源利用率。研究成果为汉江上游梯级水电站的优化运行提供了理论依据和技术支持。

长江上游大型水电站群联合调度发展战略研究

长江上游水能资源丰富,是我国重要的水电开发基地。干支流已建和在建的大型梯级水电站群规模庞大,其联合调度将对我国能源安全和绿色能源发展具有重要战略意义。针对长江上游大型水电站开发建设和运行管理现状及当前面临的挑战,借鉴国内外梯级水电站运行调度经验,从联合调度系统建设、运行和管理等层面,探讨长江上游大型水电站群联合调度的发展思路、阶段目标和主要任务,并提出需要解决的管理科学问题。

圆口铜鱼资源变化及物种保护研究进展

圆口铜鱼(Coreius guichenoti(Sauvage et Dabry))是国家二级重点保护野生动物和长江上游特有鱼类,为中国典型的淡水洄游性鱼类,研究梯级电站建设背景下圆口铜鱼资源变化对保护圆口铜鱼具有重要意义。综合文献调研及野外监测结果,发现圆口铜鱼资源量呈下降趋势,分布范围随着电站蓄水不断缩减并呈现出片段化,大坝建成运行几年后,库区不再有圆口铜鱼分布,坝下流水江段仍有圆口铜鱼分布;圆口铜鱼繁殖群体分布范围愈来愈窄,目前金沙江下游仅乌东德水电站坝下流水江段东川渡口能监测到亲鱼;攀枝花断面和巧家、皎平渡断面所监测到的圆口铜鱼产卵规模显著下降。通过对圆口铜鱼资源变化等研究进展的梳理,提出圆口铜鱼保护建议:加强栖息地和产卵场保护,构建人工产卵场;对圆口铜鱼人工种群应开展相应的遗传管理,并进行放流效果评估研究;修建过鱼设施,使圆口铜鱼能顺利通过大坝完成生殖洄游,保护其种群延续。

乌江梯级水电站在贵州西电东送中的作用

西电东送工程是西部大开发的重要组成部分,通过开发西部地区丰富的水能资源和煤炭资源,将其资源优势转化为经济优势,对加快西部地区经济的发展、缩小东西部的差距、优化资源配置、实现东西部的“双赢”战略具有十分重要的意义。贵州省是西电东送的主力省区之一,乌江梯级水电站是贵州省最重要的水电基地,担负贵州电力系统的发电、主力调峰、调频等任务,在贵州省西电东送的战略中占有重要地位。

对水电效益影响最小的水光互补运行方式研究

为解决水光互补之后光伏消纳率低的问题,在水光日内互补调度规则的基础上,充分考虑水电和光伏的互补特性,提出了水光月内互补调度规则,利用梯级水库的可调节性能适应光伏出力曲线。采用水光月内互补调度规则对澜沧江上游西藏段梯级水电站进行了互补后梯级水电站出力过程和光伏消纳率计算,结果表明,水光互补之后,水电与光电的合计发电量从55.835亿kW·h上升到了59.189亿kW·h,互补后的发电增益量为33.54亿kW·h,光伏消纳率提高了20%。

新能源对清江梯级电站运行影响分析研究

随着我国碳达峰和碳中和目标的提出,以风电、光伏发电为主的新能源将成为我国能源结构优化的主力军。从生产特性来看,新能源发电具有波动性、随机性、间歇性的特点,水电作为调节性能优异的清洁能源,其灵活快速的调峰能力可充分弥补新能源出力的不确定性。在区域电网内,充分利用水电及新能源,实现灵活互补优化调度,是构建清洁低碳多能互补电源体系的大势所趋,但同时,也会给水电的运行方式带来明显影响。以清江梯级电站为例,构建水、风、光互补运行出力模型,分析了新能源对清江梯级电站运行影响。

中型梯级水电站实现“无人值班”集中监控的技术探讨

结合近几年对四川省内中型梯级流域开发的设计经验,介绍了梯级集控中心和电站计算机监控系统的结构和功能,尤其对一些新的设计方案和发展趋势进行了探讨。

长江上游大型梯级水电站群水库运行方式探讨

随着长江上游大型梯级水电站群逐步投建,梯级水库群的运行方式不仅关系到发电企业的发电效益,而且关系到整个流域的防汛、抗旱、航运、生态和电网安全,综合考虑各方面需求,提出了大型梯级水电站群水库调度运行模式,并对梯级水库群运行管理工作提出了建议。

黄河上游梯级电站数字地震台网供电系统改造

黄河上游梯级水电站数字地震台网经过多年的运行观测及维护,在整体供电系统方面反映出很多问题和不足,通过不断总结,针对解决供电系统多方面的影响因素,以新型方式和设备对供电系统进行了改造,达到了解决台网关键环节的供电系统问题,减轻台网的运行维护难度,降低仪器维修维护成本,提高运行维护效率。

基于混沌理论的汉江上游安康站1950—2014年逐月降水量特征

通过对安康站1950—2014年逐月降水量的趋势进行分析,发现其降水存在周期变化。基于自相关函数法、C-C关联积分法来确定安康站降水的非线性系统的延迟时间、嵌入维数后,对降水序列进行了相空间重构,并利用G-P关联维法以及最大Lyapunov指数法进行混沌特征识别。结果显示:采用G-P关联维算法分析安康站1950—2014年降水时间序列并不能得到其存在混沌特性的结果,但最大Lyapunov指数法显示其存在混沌性;基于现有780个月份降水数据,可预报的最大时间长度为7个月。研究结果可为当地和下游地区的径流预报提供科学支撑。

梯级水电站降低尾水位增加发电效益研究

以白鹤滩水电站尾水河道整治为例,基于白鹤滩坝址下游河段水文、地形地质条件及梯级水电站运行条件,分析了降低水电站尾水位增加发电量的可行性,通过多种河道整治方案的工程投资和效益对比,确定了合理的河道治理范围和方式。结果表明,充分利用梯级水电站间的水位落差,采取合理的工程措施,可有效降低电站下游尾水位、增加发电量,从而产生可观的经济效益。