嘉陵江重庆段航电枢纽联合调度模型及应用研究

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,嘉陵江重庆段航电枢纽联合调度模型及应用研究,目录,绪论,1,嘉陵江流域概况及基本资料,2,重庆电力发展概况与水电站简介,3,模型的建立及求解算法,4,联合调度计算结果及分析,5,总结与展望,6,绪论,研究主要目的,根据来水和负荷情况，考虑发电用水要求，分析流域内梯级电站调度要求及特性，统一优化协调各级枢纽电站出力，合理控制水位，研究嘉陵江重庆航段梯级航电联合调度模型及应用软件包，以使流域电站在最优流量区运行，优化发电保证率，同时降低因梯级间负荷失调导致的下游梯级弃水，实现发电效益优化的模拟调度。,绪论,研究的主要内容,项目以重庆航运建设发展有限公司下属的嘉陵江梯级利泽、草街、井口，涪江梯级渭沱四座水库为研究对象，建立了梯级水库优化调度模型，考虑了联合和独立两种运行方式的优化调度，并同常规方式进行了比较。,绪论,国内外研究概况及进展,美国陆军工程师团模拟了密西西比河支流密苏里河上的六座水库的联合调度策略,Saad,提出了,PCA,算法应用于加拿大魁北克省的,LaGrande,河的五水库系统,Oliveira等(1997)使用遗传算法生成水库群系统的调度规则,绪论,国内外研究概况及进展,谭维炎、黄守信等利用,Howard,的理论应用于,四川龙溪河梯级水电站,叶秉如等提出了一种空间分解算法用于研究红水河梯级水电站水库群,的联合调度,胡振鹏、冯尚友提出了动态大系统多目标递阶分析,应用于,丹江口水库防洪与兴利两个目标的优化调度,李爱玲,利用大系统分解协调方法应用于黄河上游梯级水电站的联合调度,曾军干建立以发电收益现值最大为目标的数学模型，对锦江梯级电站进行优化计算,绪论,技术路线,嘉陵江流域概况及基本资料,嘉陵江流域概况,干流全长,1120km,，落差有,2300m,，平均比降,2.05,，全流域面积为,15.98,万平方千米，占长江流域面积的,9%,流域多年平均径流量为,698.8,亿立方米，主要集中在汛期,5,10,月，汛期干流水量占全年径流量的,75%,83%,干支流经济可开发装机容量,10915MW,，广元以下目前已建、在建装机容量,1376MW,水库电站特性资料,涪江,第三级,第二级,第一级,渭沱,利泽,草街,井口,水库电站特性资料,井口水电站,井口航电枢纽的正常蓄水位为177.5m，死水位176.04m,总库容为,11.34,亿,m,3,，正常蓄水位以下库容为,1.53,亿,m,3,，调节库容为,0.23,亿,m,3,电站装机容量为,125MW,，出力,26.32MW,，多年平均发电量,5.07,亿,kW.h,，额定水头为,4.16m,，年利用小时数,4057h,水库电站特性资料,草街水电站,水库正常蓄水位,203m,，死水位,202m,水库总库容为,24.08,亿,m,3,，水库调节库容为,0.65,亿,m,3,，具有日调节能力,电站装机容量为,500MW,，额定水头是,20m,，电站最大过机流量,3017 m3/s,，多年平均发电量为,19.96,亿,kW.h,水库电站特性资料,利泽水电站,水库正常蓄水位,212.30m,，设计洪水位为,227.41m,，日调节运行最低水位为,211.8m,总库容,4.87,亿,m,3,，正常蓄水位时库容位,0.611,亿,m,3,，调节库容为,0.055,亿,m,3,，最大消落深度为,0.5m,电站装机容量为,92MW,（,423MW,），多年平均发电量,3.85,亿,kW.h,，枯水年枯期平均出力,22.5MW,，年利用小时数,4189h,，电站额定水头是,6.8m,，额定单机引用流量,392.69m,3,/s,水库电站特性资料,渭沱水电站,渭沱航电枢纽工程正常蓄水位,206m,，死水位,205m,，洪水位,219.4,米,正常蓄水位以下库容为,0.264,亿,m,3,装机容量为,6.6MW,，保证出力,2.14MW,，多年平均发电量,3808.8,万,kW.h,，额定水头为,2.4m,，额定流量为,200 m,3,/s,水库电站特性资料,草街水电站运行方式,当入库流量小于6000m,3,/s时，电站维持正常蓄水位运行；,当入库流量大于6000m,3,/s、小于15000m,3,/s时，水库水位降至汛期排沙运用水位200m运行；,当入库流量大于15000m,3,/s，电站停机，水库敞泄冲沙。,草街68月在入库流量不大于敞泄流量15000m,3,/s时，水库固定在汛限水位200m运行。,水库电站特性资料,渭沱水电站运行方式,流量小于2000m,3,/s时，电站上游按照206m到205m之间运行,当坝址流量大于2000m,3,/s时，电站停机，冲沙泄洪,根据该运行方式运行，渭沱水电站多年平均停机天数为19天，其中丰水年停机天数为37天，中水年停机天数为11天，枯水年停机天数为9天；发电机容量为15MW，在高水头时轮机效率增加，电站最大发电出力为9.5MW,水库电站特性资料,利泽水电站运行方式,汛期：当入库流量小于,7000m3/s,，电站维持正常蓄水位,212.3m,运行，正常发电；当入库流量大于,7000m3/s,，闸门全开，自由泄流冲沙。,平、枯水期按日负荷需要运行，深夜低谷水库蓄水，白天及晚间高峰时段与上游梯级电站同步调峰运行，动用日调节库容，水库水位最大消落深度为,0.5m,左右。,水库电站特性资料,水库水位与库容关系,水库电站特性资料,水库水位与库容关系,水库电站特性资料,水库水文数据,-,草街（,2011,年）,水库电站特性资料,水库水文数据,-,罗渡溪,水库电站特性资料,水库水文数据,-,渭沱（多年月均）,1,月,2,月,3,月,4,月,5,月,6,月,123,103,109,199,387,544,7,月,8,月,9,月,10,月,11,月,12,月,1421,1333,1177,567,298,172,水库电站特性资料,水库水文数据,-,利泽（多年月均）,1,月,2,月,3,月,4,月,5,月,6,月,231,198,230,416,736,971,7,月,8,月,9,月,10,月,11,月,12,月,1860,1580,1840,1070,534,303,模型建立,目标函数,K,为总计算年数,T,为年内总时段数,M,为系统内水电站总数,N,m,(k,t),为第,m,水电站第,k,年第,i,时段出力,QG,m,(k,t),为第,m,水电站第,k,年第,i,时段的发电流量,H,m,(k,t),为第,m,水电站第,k,年,第,i,时段的发电水头,RK,m,为第,m,水电站出力系数,模型建立,约束条件,-,水库水量平衡约束,为第,m,水库第,k,年第,t+1,时段的末库容,为第,m,水库第,k,年第,t,时段的末库容,为第,m,水库第,k,年第,t,时段的,入库流量,为第,m,水库第,k,年第,t,时段的,出库流量,模型建立,约束条件,-,节点水量平衡约束,为节点,m,第,k,年第,t,时段的入库流量,为节点,m-1,第,k,年第,t,时段的,出,库流量,为节点,m,第,k,年第,t,时段的区间入流,为节点,m,第,k,年第,t,时段的综合用水流量,模型建立,约束条件,-,出库流量约束,模型建立,约束条件,-,其他,出力约束,水库库容或水位约束,水头约束,模型求解,模型算法,动态规划是解决多阶段决策最优化问题的一种数学方法。以发电量最大作为最优准则，按日数划分调度时段，第,i,时段的库容,V(i),作为状态变量，第,i,时段的出力,N(i),作为决策变量，按逆时序顺流量递推进行计算,模型求解,使用 D P 算法，需要对水库库容进行状态离散。因此，如果是梯级多库联合优化运行，则水库水位状态离散点的个数将与水库的个数呈指数增长趋势。,因此，对于梯级电站，如果水库数量较多，常规的动态规划方法将不再具有计算优势，需要对该法进行改进或使用复杂系统的智能算法。,Thank You !,