（福建省清流縣優(yōu)恩電力有限責任公司三明市365300）

山區(qū)小水電站群汛期水庫優(yōu)化調度探討

余新福

（福建省清流縣優(yōu)恩電力有限責任公司三明市365300）

在汛期如何控制好小水庫的水位，做到既滿足防汛、又不浪費發(fā)電水頭，實現(xiàn)科學、合理的水庫優(yōu)化調度。要實現(xiàn)這一目的，應當充分考慮各電站的水文、氣象因素，機組效率，龍頭電站的水庫工程特性等。文章通過實例對此進行了分析。

山區(qū)小水電站水庫優(yōu)化調度探討

山區(qū)河流具有暴漲暴落的特點，往往是洪水來得猛、退得快，小水電的發(fā)電引用流量往往很小，目前中、長期氣象預報的精度又無法滿足小水電做到提前騰庫的要求。在汛期如何控制好這些小水庫的水位，做到既滿足防汛、又不浪費發(fā)電水頭，實現(xiàn)科學、合理的水庫優(yōu)化調度。要實現(xiàn)這一目的，應當充分考慮各電站的水文、氣象因素，機組效率，龍頭電站的水庫工程特性等。

1 問題的提出

小水電為避免發(fā)電水頭的損失，一般都將水庫水位控制在高水位運行，這在枯水期是不容置疑的，可在豐水期，這一做法首先在防汛上顯得很不合理，認真探討其實對發(fā)電也不科學。防汛水位可經(jīng)調洪演算能夠解決，可如何做到防汛、發(fā)電兩不誤一直是小水電尤其是小水電站群比較棘手的問題。

2 解決問題的思路

能否找到一個合理的控制水位，既能滿足防汛又可充分提高水能利用率？這就是矛盾的所在。水位控制在多少？在什么時候控制？這就是問題的關鍵。要解決這些問題必需要有大量的實際水文資料，結合小水電站群特別是龍頭電站的水庫工程特性，求得合理的控制水位。

（1）統(tǒng)計分析洪水資料。對歷年、歷次洪水資料進行整理、分析。將每次洪水總量及水庫泄洪起、止時間列表統(tǒng)計。對每次洪水總量按大、小順序進行排列，將出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)值做為騰庫的庫容，用正常蓄水位減去騰庫庫容再根據(jù)水位～庫容關系曲線選擇相對應的騰庫水位G騰。這樣既能滿足防汛的要求，又能保證洪水過后將水庫水位回蓄至正常庫容。同時將歷次水庫泄洪間隔時間按5、10、15、20、25、30天及以上進行分類統(tǒng)計。

（2）進行合理性分析。山區(qū)小河流洪水過后，流量都會劇減，為保證發(fā)電水頭，往往將水庫水位控制得較高。此時，應進行一次綜合分析、比較，假設將水庫水位控制在前面選擇的騰庫水位G騰，這樣在相同的發(fā)電用水量下，不可避免地造成龍頭電站的電量損失，且持續(xù)的時間越長，損失就越大。通過對小水電站群龍頭水庫水位、庫容、歷年進庫流量、機組出力以及機組效率等進行統(tǒng)計分析、綜合比較。

以福建省清流縣長潭河梯級電站為例。長潭河梯級電站為三級電站，龍頭電站竹青背發(fā)電廠裝機容量為2×2500kW，壩址以上流域面積498km2，設計水頭25m，發(fā)電引用流量24m3/s，水庫總庫容870萬m3，其中死庫容300萬m3，調節(jié)庫容570萬m3。正常蓄水位、設計洪水位、校核洪水位均為393.0m，死水位為379m。二級站魚龍崗發(fā)電廠為引水式電站，水頭60m，發(fā)電引用流量20m3/s，電站裝機3×2000kW+1×4000kW。三級站關公凹電站，設計水頭25m，發(fā)電引用流量85m3/s電站裝機2× 8000kW（該電站建在兩條河流交接處下游）。

表1、表2和表3是對該小水電群進行效益分析對比表。

表1 竹青背水位、庫容、流量、出力關系表

表2 發(fā)電流量為10m3/s時不同控制水位下的出力損失與挖庫效益表

表3 發(fā)電流量為5m3/s時不同控制水位下的出力損失與挖庫效益表

上表中竹青背損失電量是將各控制水位與防洪汛限水位（390.0m）相對比的發(fā)電損失。竹青背挖庫效益計算是將可挖庫容按兩臺機級發(fā)電流量都為8 m3/s時在控制水位下的發(fā)電量，則魚龍崗發(fā)電廠挖庫效益負荷為8000kW時的發(fā)電量，關公凹效益取竹青背所挖庫容水量在本廠進行庫容調節(jié)后所發(fā)電量。

從表中可以看出，如果為了控制水庫水位，取發(fā)電引用流量為進庫流量時，在進庫流量越小的情況下，低水頭運行所帶來的出力損失也越少，而挖庫所帶來的效益則越大。

通過對竹青背水庫1997～2015年的進庫流量及泄洪情況進行統(tǒng)計分析，19年內共泄洪266次，發(fā)生在4～9月份為218次、占81.95%，其余48次、占18.05%，相鄰兩次泄洪時間間隔在15天內的有188次、占70.7%，其余78次、占29.3%，洪水總量200萬m3以下者38次，占14.3%，（200萬m3～300萬m3）32次占12%，（300萬m3～400萬m3）141次，占53%，300萬m3以上55次，占20.7%。

從以上數(shù)據(jù)可以看出竹青背電站多年、歷次的洪水總量在300萬m3以上的次數(shù)居多，且大多出現(xiàn)在4～9月，連續(xù)兩次洪水的間隔時間也大多在15天左右。所以可將竹青背電站的豐水期水位控制在385.0m（即由正常蓄水位相應庫容870萬m3減去騰庫庫容350萬m3得到的相應水位）。這樣既取得了防洪的主動，又可保證洪水過后水庫水位能回蓄至正常蓄水位。同時經(jīng)效益比較分析也是可行的。

3 結語

通過以上舉例可以將小水電站群的水庫優(yōu)化調度方案具體步驟大致總結如下：

（1）統(tǒng)計、分析小水電站群龍頭電站的實測水文資料及水庫的來水、用水、棄水情況；

（2）根據(jù)龍頭電站的水庫工程特性選擇合理的騰庫庫容；

（3）進行綜合效益比較；

（4）確定方案的具體實施。

2017-03-16）

余新福（1976-），男，福建清流人，大學本科，工程師，研究方向：水利工程管理及水庫調度。