（福建省清流縣優(yōu)恩電力有限責(zé)任公司三明市365300）

山區(qū)小水電站群汛期水庫優(yōu)化調(diào)度探討

余新福

（福建省清流縣優(yōu)恩電力有限責(zé)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(fèi)發(fā)電水頭，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的水庫優(yōu)化調(diào)度。要實(shí)現(xiàn)這一目的，應(yīng)當(dāng)充分考慮各電站的水文、氣象因素，機(jī)組效率，龍頭電站的水庫工程特性等。文章通過實(shí)例對此進(jìn)行了分析。

山區(qū)小水電站水庫優(yōu)化調(diào)度探討

山區(qū)河流具有暴漲暴落的特點(diǎn)，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(yù)報(bào)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(fèi)發(fā)電水頭，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的水庫優(yōu)化調(diào)度。要實(shí)現(xiàn)這一目的，應(yīng)當(dāng)充分考慮各電站的水文、氣象因素，機(jī)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(yùn)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(rèn)真探討其實(shí)對發(fā)電也不科學(xué)。防汛水位可經(jīng)調(diào)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(gè)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(shí)候控制？這就是問題的關(guān)鍵。要解決這些問題必需要有大量的實(shí)際水文資料，結(jié)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(jì)分析洪水資料。對歷年、歷次洪水資料進(jìn)行整理、分析。將每次洪水總量及水庫泄洪起、止時(shí)間列表統(tǒng)計(jì)。對每次洪水總量按大、小順序進(jìn)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(guān)系曲線選擇相對應(yīng)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(shí)將歷次水庫泄洪間隔時(shí)間按5、10、15、20、25、30天及以上進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

（2）進(jìn)行合理性分析。山區(qū)小河流洪水過后，流量都會(huì)劇減，為保證發(fā)電水頭，往往將水庫水位控制得較高。此時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一次綜合分析、比較，假設(shè)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(shí)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(jìn)庫流量、機(jī)組出力以及機(jī)組效率等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jī)容量為2×2500kW，壩址以上流域面積498km2，設(shè)計(jì)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(diào)節(jié)庫容570萬m3。正常蓄水位、設(shè)計(jì)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(jī)3×2000kW+1×4000kW。三級站關(guān)公凹電站，設(shè)計(jì)水頭25m，發(fā)電引用流量85m3/s電站裝機(jī)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(jìn)行效益分析對比表。

表1 竹青背水位、庫容、流量、出力關(guān)系表

表2 發(fā)電流量為10m3/s時(shí)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(shí)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(jì)算是將可挖庫容按兩臺(tái)機(jī)級發(fā)電流量都為8 m3/s時(shí)在控制水位下的發(fā)電量，則魚龍崗發(fā)電廠挖庫效益負(fù)荷為8000kW時(shí)的發(fā)電量，關(guān)公凹效益取竹青背所挖庫容水量在本廠進(jìn)行庫容調(diào)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(jìn)庫流量時(shí)，在進(jìn)庫流量越小的情況下，低水頭運(yùn)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(jìn)庫流量及泄洪情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，19年內(nèi)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(shí)間間隔在15天內(nèi)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(shí)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(yīng)庫容870萬m3減去騰庫庫容350萬m3得到的相應(yīng)水位）。這樣既取得了防洪的主動(dòng)，又可保證洪水過后水庫水位能回蓄至正常蓄水位。同時(shí)經(jīng)效益比較分析也是可行的。

3 結(jié)語

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

（1）統(tǒng)計(jì)、分析小水電站群龍頭電站的實(shí)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(jìn)行綜合效益比較；

（4）確定方案的具體實(shí)施。

2017-03-16）

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