基于直流外送的水风光大基地最优容量配比研究

水风光大基地一体化运行是提高直流外送通道利用率、增加清洁能源电量、降低成本电价的重要方式,其难点在于确定风光水大基地的最优容量配比。首先构建水风光大基地系统模型,然后以投资经济性最优为目标,以风光水出力特性、直流通道输送容量为约束,建立时序生产模拟模型,并采用分支定界法求解模型。以金下界河上的梯级电站为例,通过对比不同水风光配比下的新增电量、提升设备利用率和成本电价,给出兼顾环保性、安全性、经济性的最优配比。研究结果可为水风光大基地电规划与建设提供参考依据。

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。

量化短期弃电风险的小湾、漫湾水电站水光互补中长期优化调度研究

随着光伏不断接入流域水电并与水电打捆送出,水光互补优化调度对现有的流域梯级水电站水库群调度工作提出了新的要求。为解决已有的中长期水电优化调度规则并不能有效避免短期水光互补联合运行弃电风险这一实际运行问题,以澜沧江小湾、漫湾水电站水光互补为例,针对近期和远期2种光伏装机容量配置场景,对小湾、漫湾水电站长系列水文资料划分来水频率,具体量化短期弃电风险并嵌套绘制中长期水光互补优化调度图,得出该联合调度能有效降低不同来水条件,尤其是平偏丰来水年水光互补运行弃电风险的结论,可为实际调度规则的制订提供参考。

Autodesk Civil 3D在碾盘山水电站导流建筑物设计中的应用

以碾盘山水电站导流建筑物为例,文章研究通过Civil 3D软件进行BIM正向设计,创建导流明渠和围堰的BIM模型方法。针对复杂结构的导流明渠和围堰,研究如何分区分部,针对不同分部选取与之适用的建模方法,通过“放坡法”和“道路法”配合使用,实现复杂建筑物的BIM正向设计建模。此方法适用范围较广,有一定的借鉴意义。

Research On Construction Traffic Safety Measures Based On FAHP Model In Hydropower Project

With the rapid expansion of hydropower projects, Construction safety problem has become one of the bottlenecks for the development of hydropower industry. Combined with the construction of the diversion channel project of Guan Yinyan hydropower station, from the point of view of construction traffic safety, based on the result of the FAHP model, factors which influence the construction safety of the diversion channel project of Guan Yinyan hydropower station have been found, relative measures focuses on the approach to eliminate hazards and guarantee construction safety have been elaborated.

长引水道高水头电站不同负荷条件甩荷对蜗壳压力的影响研究

为研究采用集中供水布置型式的长引水道高水头电站蜗壳进口端内水压力极值工况及其内在影响机理,在相同上下游水位的前提下,以有压输水系统瞬变流分析的特征线法(MOC)为基础,融合跟踪机组运行轨迹的单纯形寻优法以及系统状态方程,对单台和两台机组在不同负荷时的甩荷工况进行过渡过程数值模拟计算。结果表明:单机、两机以20%额定功率运行甩荷后易发生首相水锤,为蜗壳进口断面内水压力的极值工况。蜗壳进口端内水压力极值出现在导叶小开度运行时甩部分负荷的工况。蜗壳进口断面内水压力初始值和极值大小与机组负荷相关,机组初始出力越少,引水系统中水头损失越小,蜗壳进口端初始压力越高,甩荷后该断面内水压力值越高,且部分负荷运行甩荷后压力衰减速度越慢。机组运行方式对蜗壳进口端内水压力值及峰值出现时间有一定影响。研究成果可为同类型水电站的设计和运行维护工作提供参考。

基于JMI-CNN-LSTM耦合模型的梯级水电站间流量动态滞时关系

【目的】梯级水电站间存在的水力联系导致下游电站的运营模式往往受制于上游电站,以往的梯级水电站优化调度中通常选择忽略流量滞时或认为其是常数,少有考虑流量滞时与上游水电站出库流量及区间降雨等因素的动态关系。为提高下游电站预判流量精确度,将神经网络应用到梯级电站间流量动态滞时研究中。【方法】首先采用联合互信息理论选取下游电站入库流量的主要影响因素作为模型输入因子,其次根据卷积神经网络和长短时记忆神经网络的互补特性,建立上游出库流量与下游入库流量的JMI-CNN-LSTM深度学习网络模型,最后结合实际算例,将所建立模型的拟合结果与随机森林回归模型、固定滞时模型进行对比。【结果】结果显示:本文所建立的模型较相同条件下其他方法各类误差均存在不同程度的减少,其中MAE至少减少了14.6%。【结论】结果表明:相较其他方法,JMI-CNN-LSTM耦合模型预测精度更佳,能够更准确的体现梯级电站间流量滞时的动态关系。

串联水电站明渠管网连接方式过渡过程研究

地形条件的限制使得明渠管网成为连接串联水电站新的方式,该方式存在管网复杂,有压与无压衔接等诸多问题。采用改进的压力梯度法以及明渠管网整体矩阵法分别对多级串联水电站的恒定流以及非恒定流进行模拟,讨论了正进正出及正进侧出两种衔接方式下明渠管网内过渡过程的差异。结果表明:恒定流工况下,正进正出下明渠管网中纵向明渠起储水作用,横向明渠向下游电站输水;正进侧出则是纵向明渠向下游电站输水,横向明渠进行流量分配。下游电站甩负荷或增负荷时,正进正出下涌波沿横向明渠传播,并在通过岔点时向两侧纵向明渠传播;正进侧出则是涌波沿纵向明渠传播,在通过岔点时,随着流速上升扰动从向远离上游一侧横向明渠传播变为向两侧横向明渠传播。

硬梁包水电站导流明渠布置方案研究

硬梁包水电站采用明渠导流,工程分三期施工的导流方案。为节约工程投资,同时减小明渠出口下游冲刷,将导流明渠底宽确定为60 m。导流明渠出口流速大,最大流速达11.65 m/s,而明渠基础及下游河道为深厚覆盖层,抗冲能力弱,动床模型试验表明:明渠出口冲坑最深达20.4 m,研究采用框格式地连墙的防护方案,解决明渠出口及下游防冲刷问题。

梯级水电站长期优化调度的细粒度并行离散微分动态规划方法

伴随水电规模的扩大,水电站群优化调度的计算量不断增加,需要探求新的方法。在分析离散微分动态规划(discrete differentiation and dynamic programming,DDDP)算法的基础上,提出了基于分治模式的梯级水电站长期优化调度的细粒度并行离散微分动态规划(parallel discrete differentiation and dynamic programming,PDDDP)方法,并以澜沧江梯级的6个电站系统长期优化调度问题为应用实例,在多核计算环境下进行验证。结果表明,多核环境下的PDDDP方法简便易行,能充分利用闲置计算资源、大幅度提高优化调度的计算效率,是解决大规模复杂水电系统调度的高效和实用方法。

基于支持向量机的梯级水电站群中长期调度计划制定及评价

针对国内外水电站实际调度水平与优化调度理论间差距普遍较大的现状,基于确定性优化调度成果,运用支持向量机理论建立了水库水电站实际运行的中长期调度计划,以提高水电站实际运行调度水平。结合决策变量与相关因子筛选、训练样本与预测样本划分、模型参数优选等技术处理,将调度计划应用于金沙江—长江中游水电站群中的4座月调节性能以上水电站,预测结果表现出了良好的拟合精度。进一步模拟调度计划,指导梯级水电站群长系列调度运行,结果表明,模拟运行较好地继承了确定性优化调度在发电量、发电保证率及发电过程方面的效益,证实了该方法的可行性和有效性,为梯级水电站群实际优化运行提供了有力的技术支撑和决策支撑。

一种消除陡坡弯道急流冲击波的新措施

卡群一级水电站为消除陡坡弯道冲击波采取了消能栅和导流消能板新措施。该项措施在上级陡坡段以消能为主 ,弯道采用消、导结合的方式。经一年多的实际运行 ,表明该项措施较好地解决了大底坡急流弯道流态的控制问题 ,施工方法简便 ,工程投资小 ,原建筑结构基本保持不变 ,冬季运行较为理想 。

梯级水电站群蓄能控制优化调度方法

近些年频发的极端干旱气候条件对特大流域水电系统提出了更精细化的蓄能控制要求。该文考虑蓄能轨迹约束,提出一种基于等蓄能线的梯级水电站群蓄能控制优化调度方法。引入可行域预压缩策略,采用数学组合理论和等蓄能线,依蓄能控制指标建立各时段梯级水库可行水位组合曲面,将蓄能控制下的优化问题转化为无约束问题,并采用动态规划实现高效求解。澜沧江中下游梯级水电站群调度结果表明,通过精细化控制梯级蓄能可以有效提高发电效益,降低供电破坏风险,与常规约束优化方法相比,所提方法高效快速、切实可行。

龙开口水电站施工导流规划设计与实施

龙开口水电站施工采用左岸明渠的分期导流方案:一期由束窄的原河床过流,施工左岸导流明渠;二期由左岸导流明渠过流,施工大坝和右岸厂房;三期由大坝临时断面挡水、导流底孔过流,进行明渠坝段导流底孔上部缺口封堵和大坝施工。明渠过坝段采用底孔与上部缺口双层过流,加快了三期明渠坝段的施工进度,缩短了首台机组发电时间,取得了较好的经济效益。

基于POA优化的双江口水电站对下游梯级发电补偿效益研究

为分析大渡河双江口水电站补偿调节对其下游梯级电站的发电补偿效益,建立了发电量最大化兼顾最小出力最大化的中长期水库群优化调度模型,采用逐步优化算法(POA)求解模型,比较分析了有无双江口水电站补偿下的梯级发电情况,研究了双江口水电站对大渡河梯级的发电补偿效益。结果表明,双江口水电站对下游梯级的发电补偿效益显著,其补偿调节可增加大渡河双江口以下24个梯级多年平均发电量约31.2×108kW·h,增加多年平均枯水期电量约60.2×108kW·h,提升多年枯水期平均出力166.6×104kW,提升多年枯水期最小出力205.5×104kW;按照目前上网电价水平,并考虑分期分时电价的情况下,双江口水电站的补偿调节可增加其下游24个梯级收入共计19.101×108元(含税)。

桐子林水电站明渠导流方案优化研究

欠宽阔覆盖层河道采用明渠导流宣泄大流量时,施工度汛所面临的水力学问题突出。对桐子林水电站导流明渠3种布置方案进行了系统模型试验。研究表明:底宽44 m明渠方案出口流速高达17 m/s,消能防冲难度极大,采用钢筋石笼和四面体防护失事风险很高;若在明渠末端增加消力池,由于明渠水流弗氏数Fr<1.5,消能效果无法提高,明渠出口流速仍达13 m/s;结合闸坝地基采用地下连续墙加固等措施,可将明渠宽度增加至62 m,明渠出口流速减小至10 m/s,钢筋石笼和四面体稳定性大大提高,能够有效解决明渠出口消能防冲问题。试验表明,采用宽明渠方案是解决大单宽流量明渠出口下游消能防冲的有效方法。

锦屏二级水电站长引水隧洞水力特性研究

长引水隧洞由于水击波反射较慢,存在着若干与短引水洞不同的特殊水力学问题。锦屏二级水电站2台机组共用1个调压室,有振荡周期长、振幅大、涌波衰减慢等水力特点,一般情况下,上下游的水位组合对系统的水力干扰稳定性也有一定影响。因此过渡过程计算中,在选择调速器参数的时候,要考虑将水头差较小的情况选择为控制工况;在甩负荷的情况下,压力极值也可能并不出现在甩去满负荷时,对甩去部分负荷的情况也要进行仔细核算。在锦屏二级水电站的基础上,对长引水隧洞水电站的相关特殊水力学问题作了介绍。

金沙江下游梯级电站中长期调度精细化出力计算方法

为满足金沙江下游梯级电站中长期精细化调度对水能计算的高精度要求,从基于最优流量分配的全站经济运行总表入手,分析了最优流量分配表在中长期水能计算中的适用性,推求了考虑电站日运行方式的中长期最优流量分配表,并在分析其特性的基础上提出了基于"最小点-调峰上临界点-调峰下临界点-最大点"的中长期精细化出力计算方法。该计算方法不仅实现了金沙江下游梯级电站中长期调度精细化水能计算,也为其他装机容量大、可运行水头范围广的大型电站中长期精细化出力计算提供了参考。

电力市场环境下梯级水电站中长期调度与检修计划双层优化模型

电力市场环境下,为降低梯级水电站检修计划对运营收益的影响,建立了中长期调度和检修计划双层优化模型。中长期调度为外层优化,根据径流和价格预测进行决策,应用遗传算法优化各时段梯级水电站出力,搜寻最优效益空间。检修计划为内层优化,重点考虑了梯级上、下游水电站水力、电力耦合关系对检修计划的影响,以满足实际运行需求;以中长期调度优化中间结果为边界条件,以检修损失最小为优化目标,包括检修收益损失和停运风险损失,并将检修损失与中长期发电收益归并为总收益,作为遗传算法适应度函数,从而实现中长期发电计划和检修计划的联合优化。最后,以某＂1库3梯级＂水电系统为例进行仿真分析,结果表明：所建双层优化模型结构清晰,实用性较强。

超长引水隧洞上下游双调压室电站水力过渡过程计算研究

为研究长引水隧洞水电站的运行稳定性,结合巴基斯坦Neelum Jhelum水电站,建立了封闭管道不定常流动模型,给出了水轮发电机组以及阻抗式调压井的边界条件,优化了机组导叶关闭和启动规律,根据优化结果,进行了过渡过程计算分析,计算表明:选定的机组参数和导叶关闭规律既能满足引水系统在极端工况下甩负荷的要求,也能满足机组负荷调整时转速的稳定性要求,还能满足机组并网后负荷变化时对稳定性的要求,为电站引水系统的设计提供了参考依据,也为电站后期经济、安全优化运行提供了理论依据。