梯级小水电开发中最小生态流量计算方法探究

保障小水电的最小生态流量,可有效解决小水电站运行中的减脱水问题。研究以石窟河梯级小水电站为例,采用Tennant法、Q90法、NGPRP法、频率曲线法和Texas法共5种水文学法和以湿周法为代表的水力学法分别对梯级小水电应下泄的最小生态流量进行计算,分析对比发现,Texas法和Tennant法相较其他水文学法更为适合该地区的最小生态流量计算。在满足95%保证率的情况下,选取Texas法和Tennant法两种方法的内包线得到长潭水库应下泄的最小生态流量过程。在河道比降较大且梯级小水电开发中最小生态流量计算,水文学法相较于湿周法更为合适。

梯级小水电对黑水河生态水文情势的影响

为了解梯级小水电对河流生态水文情势的影响程度,以金沙江左岸一级支流黑水河为研究对象,基于宁南水文站(1959—2014年)流量数据,使用累积距平法和Mann-Kendall法进行水文趋势和突变分析,采用IHA、RVA及整体水文变化度法对黑水河水文情势进行综合评价。结果表明:①宁南站年均径流量总体呈下降趋势,水文波动幅度减小;②建坝后河流基流、高低脉冲谷次数及平均持续时间、水流上升和下降幅度、水文逆转次数等指标均发生显著改变;③干流四座梯级小电站在较大程度上改变了黑水河的整体水文情势。在后续河流生态修复工作中,需协调生态流量和电站运行效益,明确坝址处下泄生态流量值和仿自然水文过程,为需水流刺激产卵的目标保护鱼类创造符合自然水文特征的水生态环境。

基于遗传算法的梯级小水电优化运行研究

优化调度是一个典型的多阶段决策过程 ,其目的是以梯级电站在调度周期内发电量最大为目标 ,在保证大坝安全的前提下确定水库的最优放水决策。介绍采用浮点数编码的遗传算法对浙江安地水库梯级电站进行优化计算 ,通过和常规调度结果比较 。

梯级水光蓄互补联合发电工程输水系统水力学计算与分析——以春厂坝变速抽水蓄能示范电站为例

春厂坝变速抽水蓄能示范电站是国内首个在已建电站引水钢管上接入小型抽水蓄能电站输水系统的工程。利用原水电站的水库和引水系统做为小型抽水蓄能电站的上库,并利用已建的下游电站水库做为小型抽水蓄能电站的下库,实现了常规水电站改造成常蓄结合电站。本文通过总结春厂坝抽水蓄能电站工程输水系统水力学计算实例,为常规梯级小水电改造为水光蓄互补联合发电系统提供了参考思路。

梯级水光蓄互补联合发电关键技术与研究展望

梯级水光蓄互补联合发电技术将梯级小水电、光伏和抽水蓄能密切结合起来,以实现多种可再生能源互补优化。该文总结了近年来可再生能源互补联合发电的研究现状,分析了水光蓄互补模式,从中长期电量互补、短期调度计划互补、实时控制互补三个层面分析了梯级水光蓄互补联合发电面临的科学问题和关键技术。在此基础上,从容量配置与优化规划、联合运行控制与智能调度、变速恒频抽蓄成套设备研制以及应用示范四个方面,提出了梯级水光蓄互补联合发电系统的研究框架,为梯级水光蓄互补发电技术研究和相关工作开展提供了部分思路。

浅析基于梯级水光蓄互补发电系统的安全防护方案

我国现存抽蓄资源丰富,为积极开展水电梯级融合改造,在现有常规水电站的基础上,新建混合式抽水蓄能机组,实现能源绿色低碳转型。以小金川梯级水光蓄互补发电方案进行讨论,分析该方案中各站点在整体环境需满足安全防护要求的情况下如何进行数据交互。

梯级水光蓄互补发电系统实时协调控制策略

梯级水光蓄互补发电系统将梯级小水电(cascade small hydropowerplant,CSHP)、分布式光伏(photovoltaic,PV)和抽水蓄能相结合,可平抑PV功率波动、提高其可调度性。针对这种互补发电系统的实时控制问题,首先提出了基于经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)的全功率变速恒频抽蓄机组(full size converter based variable speed constant frequency pumped storage unit,FSC-VSCFPSU)平抑PV功率波动控制策略,根据经EMD法提取的PV功率波动的高低频分量,自适应确定平抑目标,快速为FSCVSCFPSU确定所需的补偿功率。其次,提出了基于CSHP与FSC-VSCFPSU协调控制的互补发电系统跟踪调度计划策略,在平抑PV功率波动控制策略处理的基础上,根据调度计划协调分配CSHP及FSC-VSCFPSU的输出功率,以最小化系统出力与调度计划的偏差,确保系统平稳跟踪调度计划运行。此外,还给出了基于变速运行模式的FSCVSCFPSU虚拟同步机控制策略,通过模拟同步机特性来控制机组的全功率变流器运行,实现FSC-VSCFPSU的快速功率响应,保证平抑PV功率波动控制策略及跟踪调度计划策略的有效执行。通过实例仿真计算和分析验证了所提控制策略的有效性和可行性。

梯级水光蓄互补联合发电系统工程中抽蓄机组厂房布置研究与结构设计

在梯级水光蓄互补联合发电系统工程中,抽蓄机组厂房布置尤为重要。因抽蓄机组超低吸出高度要求,其安装高程位于已投产发电的常规水电机组正常尾水位以下约30~50 m左右,导致梯级水光蓄互补联合发电系统工程中抽蓄机组厂房布置极为困难。本文通过以春厂坝变速抽水蓄能示范电站厂房布置为例,深入研究梯级水光蓄互补联合发电系统工程中抽蓄机组厂房布置与结构设计,为常规梯级小水电改造和水光蓄互补发电系统提供了厂房布置的参考思路和解决方案。

春厂坝抽水蓄能示范电站建设管理研究

新型电力系统是源网荷储深度融合的高度安全电力系统,研究并掌握具有自主知识产权的多能互补、源网荷储一体化等关键技术,是以新能源为主体的新型电力系统践行“30-60”战略目标的内在要求和必然选择。本文结合国家重点研发项目“分布式光伏与梯级小水电互补联合发电技术研究及应用示范”,以小金川流域春厂坝变速恒频抽水蓄能示范电站建设为依托对已建梯级小水电站改造为变速恒频混合式抽蓄电站的建设管理进行了总结和研究,为下一步国家重点研发项目成果的顺利推广提供了思路。

含多种可再生能源发电联盟的优化运行

为了因地制宜地利用偏远山区现有的梯级小水电资源,将梯级小水电群与分布式光伏和风电相结合,构成含多种可再生能源的发电联盟,深度发掘风光水的出力时空互补特性以及风光波动性较大和小水电启停调节迅速的出力特性。通过对梯级小水电出力的调节,平滑不确定可再生能源的输出,改善分布式电源并网的电能质量,提高可再生能源利用率。充分考虑梯级小水电间的电气联系和水情联系,构建发电联盟的优化运行模型。最后根据现有梯级小水电群实际数据,仿真分析发电联盟的运行情况,验证了所提模型的可行性、经济性和有效性。