第二节 水利水电工程优化调度

水利水电工程调度的基本任务是：科学经济地治理、调配、利用和保护水资源，调节地表水和地下水的水位、流量、水深，适时适量地输送水量，按标准保护水质，以满足国民经济各部门和社会对水利水电工程的要求；保护水利工程建筑物及设备的完好与安全，使之能正常持久地发挥作用，防止发生或减少事故和灾害；保持水域环境蓄水、过水、排水的能力及正常使用的条件；不断进行技术改造，以适应水利管理事业发展和科学技术进步的要求。

一、水利水电工程优化调度基本原则与主要工作内容

水利水电工程优化调度应遵循的基本原则是：在首先保证工程安全的前提下，根据规划设计的合理开发利用目标及主次关系，考虑各种水利工程措施与非工程措施的最优配合运用，统一调度，充分发挥水利水电工程的除害兴利作用，使获得的国民经济效益尽可能最大；当遇到工程设计标准以上的特大或特枯水情时，要本着局部服从全局的原则，兴利服从防洪，经济性服从可靠性，使灾害损失或正常运行的破坏损失尽可能最小［4］。

水利水电工程运行调度的主要工作内容包括：制订和编制水资源系统最优的运行调度方案、方式和计划；按照所编制的方案、方式和计划，根据面临的实际情况，进行实时调度和操作控制，尽可能实现水资源共享系统的最优运行调度；做好水资源系统运行调度实际资料的记录、整理和分析总结；开展与运行调度有关的其他各项工作，如收集工程、设备及水利枢纽上、下游特征等基本资料，组织有关建筑物和设备的运行特性试验，开展水文气象预报，建立和健全本系统及其组成单元的运行调度规程及各项管理工作的规章制度，开展有关的科学试验研究和技术革新等。

二、水电站水库的运行调度

由于水电站水库在水利水电工程中占有举足轻重的地位，对其运行方式的研究构成了水资源系统运行调度的主体。一般将水电站水库的运行调度在时空域内划分为三个子问题，即水电站厂内经济运行、水（火）电站短期经济运行及长期经济运行（或水库调度）。

1.水电站厂内经济运行

水电站厂内经济运行主要是研究出力、流量和水头平衡，机组的动力特性和动力指标，机组间负荷的合理分配，最优运转机组台数和机组的启动、停用计划，机组的合理调节程序和电能生产的质量控制及用计算机实现经济运行实时控制等。

2.水（火）电站短期经济运行

主要研究和解决电力系统在短期（日、周）内的电力电量平衡，各水电站间、水火电站间负荷的合理分配，电网潮流和调频调压方式，备用容量的确定和接入方式，水电站水库日调节时上下游不稳定流对运行方式的影响，水资源综合利用和水电站运行方式之间的相互影响等。

3.水电站长期经济运行（或水库调度）

长期运行方式通常是指较长时间（季、多年等）的运行方式，以水电站水库调度为中心，包括电力系统的长期电力电量平衡、设备检修计划安排、备用方式的确定、径流预报及分析、水库洪水调度和水库群优化调度等。

水电站厂内经济运行、短期经济运行与长期经济运行之间有着十分密切的联系，如图1-1所示。

当从理论角度来研究和分析水电站经济运行方案时，应首先解决厂内经济运行方式问题，在此基础上研究短期最优运行方式，进而研究和解决长期最优运行方式。在研究短期运行方式时，视一个电站为一个单元，认为厂内各动力设备的运行是按最优方式进行的，水电站的动力特性是在厂内经济运行的基础上做出的。在研究长期经济运行方式时，则认为厂内和短期都是按经济运行方式进行的，所具有的动力特性曲线叫做平均特性，它是在厂内和短期最优运行方式的基础上绘制而成的。

图1-1 电力系统中水电站、火电站经济运行方式的研制与实施关系结构图

然而，在实际实施调度时，则与运行方案研制过程相反，一般先考虑水文和负荷的长期预报，按长期最优运行方案制订出长期最优运行方式和计划，得到即将面临的短期（日、周、旬、月）的运行决策量（时段电量或平均出力、供水量或平均供水流量），再由此决策量制定短期最优运行方式和计划，得出更短时段（日、小时）及瞬时决策量，最后据此决策量制定厂内机组的运行方式并进行实时操作控制。

应当指出，短期最优运行方式的制定，对具有短期（日、周）调节性能以上水库的水电站都有现实意义，长期最优运行方式的制定对具有长期（季、年、多年）调节性能水库的水电站才更为必要。此外，当水库有防洪任务时，汛期应根据水库调蓄情况进行具体防洪调度。

为了充分发挥水电站及其水库的作用，最大限度地利用水能及水资源，获得尽可能大的综合运行效益，应当全面开展水电站长期、短期及厂内经济运行。若条件不具备时，可先单独开展其中一项，也能获得较明显的经济效益。