水库洪水预报-调度-演进一体化模型研究及应用

我国东南沿海地区受梅汛和台风暴雨影响,洪水灾害频发。水库作为重要的防洪工程措施,精准预报、有效调度对于防御洪水及降低洪水风险具有重要意义。针对东南沿海地区水库下游防洪风险问题,以温州市泽雅水库为研究对象,采用三水源新安江模型、马斯京根河道演算、水库调度模型、一/二维水动力串联耦合模型,构建水库预报-调度-演进一体化模型。建成的一体化模型集成接入泽雅智慧水库平台,推动水库防洪业务数字化转型。历史洪水模拟结果表明:泽雅水库洪水预报、防洪调度及下游洪水演进模型能够满足水库保护下游城镇安全的要求,有助于提高水库洪水预报调度科学化、数字化、精细化水平。

大渡河流域枯期发电计划滚动预测研究

在四川省电力供给“丰裕枯余”形势下,受市场环境因素复杂、电源竞争加剧等影响,发电计划精准预测是优化流域水电枯期发电方式的关键。对此,分别针对四川省主网供电量、新能源电量、国调网调电量、外购外送电量及省调水电火电电量进行分析,建立了大渡河流域梯级电站发电计划预测方法。结果表明,主网供电预测精度为91.8%,风光发电量预测精度为87.4%,归属于国能大渡河流域水电开发有限公司电站中长期整体发电计划预测精度为90.5%。模型可有效预测各电源电量,进而计算大渡河流域梯级电站中长期发电计划,并基于预测结果智能生成不同工况下的消落过程,为梯级电站群科学调度运行提供技术支撑。

三峡水库蓄水初期寸滩站洪水预报方法研究

寸滩站作为长江上游重要控制站,承担着上游防汛和三峡蓄水的双重任务。基于三峡蓄水初期寸滩站水力学特性发生改变和该时段“高水位、低流量”现象,发现Q≤25000m^(3)/s时,寸滩受顶托显著,Z-Q关系线发生“左偏”。在此变化条件下,分别研究了平水期、涨水期的水位、流量预报方法,即先由河道演算的流量查询预报综合线得到水位预报,进而通过水位反查报汛综合线(或绳套、临时关系线)获得流量预报。平水期,依适用条件采用落差指数或多元门限回归开展预报,成果基本能够满足防汛和蓄水需求;涨水期,以“嘉陵江2021年第3号洪水”寸滩预报为例,分析了洪水组成、Z-Q关系绳套化、洪峰水位流量错时出现、水库实时调度和下游顶托等多种因素,采用多源、多尺度水文气象耦合与预报调度一体化辅以主客观融合的人工校正技术实时预警预报,支撑长江上游水库群联合调度,降低寸滩水位约1~2.5 m.研究可为长江上游秋汛防洪和保障三峡蓄水提供支撑。

驮娘江威后水电站水情河库预报调度一体化研究

论述了百色市驮娘江威后水电站水情河库预报调度一体化系统研究的总体目标、技术路线、水文预报方案构建、预报断面方案参数率定。并简要介绍了调洪调度软件的开发及应用情况。

水电站施工期洪水预报系统设计与开发

为了克服水电站施工期洪水预报方案不足,解决施工期洪水预报工作中存在的一些实际问题,针对水电站施工期的河道特性变化,分析了水电站施工期洪水预报的特定需求,提出水电站施工期洪水预报系统的设计思路和研发目标。总体设计方案包括系统开发及运行环境、设计的基本原则、预报模型配制的技术方案、施工期各阶段到运行期预报方案转换的思路等。系统总体上由数据支撑层、应用层、人机交互层构成。重点介绍了该系统开发的预报方案编制与修正、实时洪水预报等主要应用功能。本系统可针对水电站施工的不同阶段快速建立或调整预报方案;实时洪水预报可人机交互进行,支持增加输入预见期内降雨数据的预报,可为早期的防洪决策提供参考依据。该系统已集成到四川锅浪跷水电站施工期水情自动测报系统投入实际应用,从应用情况来看,该系统运行稳定、实用,达到了预期的研发目标,为开展施工期洪水预报工作提供了有效工具。

水电厂水情自动测报与水库调度自动化

对中国水电厂水情自动测报和水库调度自动化系统的建设和运行情况进行了比较全面的论述和分析。特别是对测报系统的运行指标进行了量化统计分析 ,总结了测报系统和水调自动化系统在防洪和发电中所发挥的效益 ,提出了存在的问题和今后工作的建议 。

基于梯级水电开发的水文预报关键问题研究

针对流域大型梯级水电开发过程中的水文预报难题,提出了转换预报方法的思路。即从基础理论和实际应用情况出发,对水电站建设期水位预报的水位-流量关系法、水位系数法和调洪演算法的优缺点及适用条件进行分析;根据水电开发不同阶段造成的河道和下垫面的改变情势,提出了水文预报模型方案的相应转变措施。同时还分析了流域各梯级电站处于不同阶段水文预报各环节的逻辑关系,并给出了具体的工作流程结构。研究结论有助于实现梯级水库联合优化调度和洪水的资源化利用。

水电站长中短期嵌套预报调度耦合实时来水系统动力学建模方法研究及应用

水电站优化调度是水电能源系统优化运行与管理研究领域的关键科学问题,已有水电站优化调度研究较少考虑不同尺度调度模型间的衔接,长、中、短期优化调度相互孤立,彼此之间缺乏耦合机制,在指导水电站实际运行中存在不足。为此,研究建立了水电站长中短期嵌套预报调度模型,并引入系统动力学反馈机制,提出了一种水电站长中短期嵌套耦合实时来水系统动力学预报调度模型。长、中、短期调度模型分层嵌套,中长期预报调度结果作为短期调度的"期望指导过程线",根据水电站预报来水和面临日实时来水存在误差所导致的水位偏差进行实时反馈、动态修正调度决策,从而指导水电站做出更为合理的调度决策。为检验本文模型方法的有效性,研究选取了三峡水电站作为研究对象进行实例验证。实验结果表明:研究所提出的模型方法指导水电站运行相比随机动态规划和常规调度图方法全年发电量提升效果明显,在2018年来水条件下模拟调度结果发电量分别提高了2.73%和2.31%,显著提高了来水不确定性条件下水电站运行发电效益,为解决水电站随机来水条件下长中短期嵌套预报调度实际工程技术难题提供了一种可行的实践理论方法工具,具有十分重要的理论研究意义和工程应用价值。

基于IGMM-Copula的入库径流过程预报误差随机模拟模型

为揭示入库径流过程预报误差的统计特征及其变化规律,进而为水电站水库优化调度提供更为准确的输入,基于AIC与BIC准则选取最优高斯混合数,同时引入K-means++算法确定高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)的初始参数值,对GMM-Copula模型中的GMM部分进行了改进,建立了基于IGMM-Copula的入库径流过程预报误差随机模拟模型,该模型不仅在单一预见时刻径流预报误差的量化估计上更具优势,而且能通过建立误差的多维联合分布函数实现对误差序列的随机模拟。以锦屏一级水电站水库为例,应用IGMM-Copula模型对预见时刻为6 h、12 h、18 h、24 h的径流预报误差进行随机模拟。结果表明,IGMM-Copula所得拟合曲线的图形效果及适用性检验结果均优于GMM-Copula模型,且其模拟预报误差的统计参数更贴近于实测预报误差,验证了其合理性与可行性,为入库径流过程预报误差的估计与模拟提供了一种更为精确有效的方法。

广西电网水电站群在线预报调度预警系统研发

以红水河梯级和郁江流域梯级水电站为重点,同时兼顾全流域,开展了广西电网水电站群在线流量预报、短临调度及预警监视系统研发。该系统可为水电区间降雨及梯级发电临时调整提供及时预警和快速应对方案,可有效提高水电洪前预泄增发效益,改善枯水期水电经济运行状态。

并联水电站两库联合优化调度

提出了在状态变量选择的同时考虑时间相关和空间相关，用年内逆推动态规划法和年间逐次逼近法，结合时段内廊道法寻优的思想求解．结果表明，优化比常规调度年发电量提高４％以上．

我国水电站自动化辉煌业绩回顾及新世纪展望

回顾了我国水电自动化技术的 4个发展阶段 ,总结了 2 0多年来水电自动化技术在工程应用(包括电厂监控系统 ,励磁、调速和自动化元件 ,以及水情自动测报系统等 )、“无人值班”管理方式及科研开发方面取得的丰硕成果。在此基础上探讨了水电自动化各领域今后的发展方向 ,并展望了2 1世纪水电自动化发展的美好前景。

水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统的发展回顾与展望

对我国水电厂水情自动测报系统和电网水库调度自动化系统的建设和发展情况进行了较为全面的回顾和分析,阐述了水调自动化系统在水电厂防洪和发电及电网经济运行等方面所发挥的作用和效益,提出了存在的问题和今后工作的建议,对今后水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统的发展和运行管理将起到一定的积极作用。

基于超短期来水预报的大规模水电站群发电计划调整策略

针对日前计划负荷和来水预测不确定性带来的水电站群超短期调度中水位难以达到预控目标的问题,提出了基于超短期来水预报的大规模水电站群发电计划调整策略。利用超短期负荷预测信息和径流预测信息,以调度期末理想水位偏差为指标对电站进行排序,生成电站集合,实时调整日前发电计划,滚动生成超短期发电计划。以我国云南澜沧江、金沙江、大盈江和李仙江干流上的22座水电站为例验证该方法的正确性,实例结果表明,该方法可充分利用超短期预报成果,实时调整发电计划,最小化调度偏差,满足超短期调度的时效性、实用性、经济性的要求,可为类似工程提供参考。

流域梯级水电站实时水情预报管理系统研究

综合运用基于DEM的流域水系模型与TOPMODEL水文模型构建出了流域梯级水电站实时水文预报模型,并以VS.Net为平台,运用分布式网络编程技术将二者集成,为西南某流域梯级水电站设计开发出功能先进和完善的网络版实时水情预报管理软件系统。该系统已投入使用,为实现流域水情预报的智能化、信息化和网络化管理提供了可靠的辅助工具。

三峡围堰发电期水文预报分析和水位控制策略探讨

对三峡水电站投产以来的水文预报情况进行了全面的统计分析,总结了水文预报的特点,指出了存在的问题,并在此基础上对三峡水库水位控制策略进行了初步研究,得出了不同控制目标下的水位控制策略。

天生桥水电站水情自动测报系统

天生桥水电站水情自动测报系统通信方式为国际移动卫星组织提供的Inmarsat-C卫星组网方式与甚高频(VHF)组网方式混合组网。将36个遥测站的水文数据通过卫星、VHF、微波、光纤等通信方式传送到中心站,同时通过甚小天线地面站(VSAT)将鲁布革水电站水情数据接入该系统,从而实现了电厂控制流域水文数据的采集及处理、数据库的管理及维护、洪水预报、洪水调度及发电调度、网络管理等功能,满足了天生桥一、二级水电站防洪度汛和优化调度的需要,为天生桥一、二级电站效益的最大化提供了保证。

基于分区产汇流的红水河中下游梯级水电在线流量预报技术研究

针对红水河中下游梯级水电流域产汇流特性,结合该梯级在广西电网中的主力调峰调频运行模式,利用电网气象分区面雨量监测预报信息开展梯级区间径流预报,与梯级电站出库流量叠加汇流,得出梯级各断面短临入库流量,为短临调整梯级水电经济运行提供依据。介绍了红水河中下游梯级水电在线流量预报总体思路、预报流程以及技术参数配置,对梯级区间产汇流进行了技术分析,并对自动实现在线流量预报系统功能模块设计进行了阐述。

沅水流域梯级电站洪水预报设计与应用

构建了沅水流域梯级电站洪水预报系统,实现了沅水流域5个电站的联合预报调度运行,增长了洪水预报的预见期,也为梯级电站的联合经济运行提供了条件。应用数字流域水文模型进行洪水预报,自2005年投入试运行以来,预报精度完全达到甲级标准,为调度提供了依据,减轻了防洪风险。

大朝山电站入库径流变化及预测研究

采用希尔伯特-黄变换和Mann-Kendall非参数检验法对对澜沦江流域大朝山电站1961～2008年入库径流周期及趋势变化规律进行研究,根据分析结果建立BP神经网络-希尔伯特-黄变换耦合模型预测了未来5 a大朝山电站入库径流.结果表明,大朝山电站入库流量序列主要存在3、7、16 a近似周期成分,1961～2000年入库流量呈减少趋势,在进入21世纪后径流有所增加,未来径流量将继续保持递减趋势,2014年将达到最小值,之后径流有所回升.