三峡梯级电站水资源决策支持系统研究与开发

中国水利水电出版社

【作者】姚华明潘红忠汤正

【I S B N 】978-7-5226-1545-5

【责任编辑】邓建梅

【适用读者群】

【出版时间】2024-01-05

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】352

【千字数】344

【印张】22

【定价】￥96

【丛书】暂无分类

【备注信息】

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内容提要

三峡梯级水库群规模庞大，水库间联系复杂，调度任务多，联合优化调度运行时难度巨大，在国内外都无先例可循，也缺乏统一有效的管理和协调决策支持系统。本课题基于金沙江下游的三峡梯级水库群的综合利用需求，兼顾上游其他电站运行情况和电力市场环境，以梯级电站的电量最大或效益最优为目标，构建整个长江上游综合水文、水资源、水能的精准模拟体系，研究流域梯级水库联合优化调度模型、集成耦合技术和求解算法，发展和优化联合优化调度方案，探讨预报及调度运行评价、上下游利益分配的关键技术，研发一套扩展性、兼容性强，具有自主知识产权的集调度方案编制、评估、实施和反馈于一体的水资源管理决策支持系统，解决生产调度中的科学和工程应用问题。

前言

长江是我国水力资源最丰富的河流，长江干流金沙江下游有6座巨型水电站，对应的梯级水库群是长江流域最大的水库群，装机容量和年发电量均位居世界水电行业之首。长江上游干流梯级水库群担负着防洪、发电、航运、供水、生态环境保护等多项功能，综合利用要求高、电网拓扑结构复杂，是典型的高维度、多目标、非线性、随机动态系统。研制三峡梯级水库群联合优化调度决策支持系统将提升中国长江电力股份有限公司（简称“长江电力”）所属梯级水库群的管理水平，提高长江电力水库调度的核心竞争力，发挥巨大综合效益，既符合调度生产实际的需求，也是长江电力“十三五”乃至“十四五”提质增效工作的需要。

本书以长江上游流域控制性大型水库为研究对象，建立水库调度规则，模拟上游水库未来调度运行的可能情景，分析上游水库群调蓄对三峡梯级电站的影响，研发支撑联合调度的径流模拟计算方法及其河道演算模型，满足不同时间尺度的梯级水电站入库流量的一致性要求，并开发相应的软件功能；综合考虑防洪、供水、航运、生态等水资源综合利用需求和电力市场需求，分析梯级水库群长中短期及实时优化调度的目标函数及约束条件，分别构建各层次调度模型及嵌套耦合模型，并寻求多种快速有效的优化算法；研究滚动优化的综合调度集成技术，研制可用于指导生产管理的水库群长中短期优化调度模型及电站实时优化运行模型，建立适应生产调度需求的常规调度模型并开发相应的软件功能。基于长系列数据，对长中短期预报成果及梯级水库调度的结果进行评估，根据评估结果推荐未来时段或指定情景下的预报模型和调度方案，提出优化建议，并开发相应的软件功能；设计和开发支撑金沙江下游—三峡梯级电站水资源管理决策支持系统的数据平台，实现决策支持系统与三峡梯级水调自动化系统之间的数据传输和应用交互；对各软件功能模块进行集成，建设具有自主知识产权的金沙江下游—三峡梯级电站水资源管理决策支持系统，实现方案编制、评估、实施和反馈的一体化功能，满足水库群防洪、航运、发电、供水、生态、应急、电力市场等多目标综合调度需求；对输入和输出进行分类分层，构建以用户为中心、面向对象的人机交互界面。

作者

2023年6月

前言
第1章绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 研究现状和趋势 4
1.3 主要研究内容 8
1.3.1 水库、河道仿真模拟研究及软件开发 10
1.3.2 梯级水库群优化调度模型研究及软件开发 11
1.3.3 预报及调度运行评估模型研究及软件开发 13
1.3.4 系统集成技术研究及软件开发 14
第2章数据整理与分析 18
2.1 研究区域 18
2.2 水文资料分析 19
2.2.1 水位流量关系拟合分析 19
2.2.2 流量系列统计分析 21
2.3 水库水电站数据分析 24
2.3.1 水库水位-库容曲线拟合分析 25
2.3.2 电站下游水位-流量曲线拟合分析 29
2.3.3 机组出力曲线出力-水头-流量（N-H-Q）拟合分析 33
2.3.4 机组水头损失曲线 45
2.3.5 水库下游水位-出库流量关系校核及修正 50
2.3.6 机组预想出力曲线校正 64
2.3.7 葛洲坝机组水头损失曲线 68
2.3.8 历史运行数据的其他用途 69
第3章梯级水库河道仿真模拟 73
3.1 上游支流水库群系统模拟模型 74
3.2 河道仿真模拟计算 85
3.3 三峡库区水面预测模型 98
3.4 上下游水库出入库流量不平衡问题的研究 108
3.5 关于葛洲坝出入库流量不平衡的最新研究 116
3.6 水库与河道模拟 118
第4章梯级水库群优化调度模型 120
4.1 厂内经济运行 121
4.2 日优化运行模型 144
4.3 短期优化模型 151
4.4 中长期优化模型 153
4.5 长中短期优化模型耦合嵌套 156
4.6 常规调度模型 158
4.7 六库长期模型的典型应用 162

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