流域水电经济生态综合优化调度关键技术及应用研究

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流域水电经济生态综合优化调度关键技术及应用研究项目提出了基于不可控洪水安全度和弃水概率量化的流域水电安全调度技术体系，解决了流域洪水调度风险控制和资源化利用难题，实现了流域洪水资源化利用的巨大经济效益。

项目从源网发电计划目标冲突和梯级水电站群优化调度效益评价方法缺失的现实角度出发，针对基于源网耦合和在线交互的流域水电经济运行技术体系，与梯级水电站群优化调度效益评价指标体系进行深度研究。包括：四级以上梯级联合优化调度方法；多主体目标的优化调度方法、AGC在线互动方法、梯级节水增发电算法。

项目从鱼类增殖放流站循环水养殖设施和人工繁育技术缺乏的角度，针对鱼类增殖放流站循环水养殖系统，珍稀鱼类在循环水^[1]系统中的人工繁育技术进行深度研究。流域水生态演变及补偿措施，珍稀鱼类循环水养殖系统技术，泉水鱼繁殖生态与繁育技术，考虑生态需求的流域水电站群调度，流域生态补偿措施效果分析。

二、应用案例

从2010年5月起，成果应用于乌江流域梯级水电站调度。解决了乌江干流七级水电站群联合优化调度的核心技术问题。

一是采用梯级调度效益自动考评专家系统2011年的梯级调度工作进行了评价，通过逐月计算和跟踪分析，由集控中心实施了一系列的优化调度措施，在流域来水历史特枯、电力供不应求导致水电被迫超发电的不利形势下，评价结果合格率达到100%。

二是径流预报成果已实际应用于中长期发电计划编制，共26次。实际径流与预报径流曲线对比的拟合性较好。从预报精度来看，2011年月径流平均预报精度达到了82%。

三是项目成果应用后，全流域调度方案制作时间从原来的4小时缩短到30分钟以内，工作效率提高了87.5%以上，而且减小了手工计算的出错几率，集控中心一线调度人员由原配置的20人减少到13人。

四是项目投运以来，集控中心组织进行离线单库和多库联合防洪调度演算共73次，结果合理、计算速度快捷、人机交互方便，结果展示正确，软件运行稳定。

项目成果在乌江梯级应用后取得了巨大的经济效益和社会效益。2011年节水增发电量为4.74亿千瓦时，获得经济效益1.27亿元；2015年至2017年累计增发电量46.25亿kW·h，按当年平均电价计算，经济效益为12.94亿元。

此外生态和社会效益明显，主要体现在：

1）防洪效益巨大。研究成果指导整个梯级防洪度汛工作,实现统一调洪、分级拦蓄洪水，错峰削峰，保障各电站安全度汛，减少洪水给沿岸造成损失。

2）带动地方经济发展成效明显。为梯级水库节约大量的用水。2013年后，日调节水库非汛期运行水位较以前抬升1-2m，促进了地区的旅游、航运、供水、养殖业等产业发展,极大改善沿岸春灌取水和人畜饮水状况。

3）维护电网安全稳定运行保障作用突出。截止2015年底，贵州全网总装机3927.3万kW，其中水电1386.7万kW（含小水电），乌江梯级水电约占贵州全网水电装机的62.7%。

4）节能减排效果非常显著。2005年以来，共计增发电99.49亿kW.h，相当于减少标准煤317万吨，减少CO2排放1053万吨，减少SO2排放5.4172万吨，减少氮氧化物^[2]排放5.1217万吨，减少烟尘排放3.1518万吨，减少煤灰排放115.73万吨。

5）生态保障和恢复的达到预期效果。增殖放流中华倒刺鲃、白甲鱼、岩原鲤等8种鱼类共计494万尾，生态效益显著；抗旱保证下游生态流量，效果显著。

1）提出了基于不可控洪水安全度和弃水概率量化的流域水电安全调度技术体系，解决了流域洪水调度风险控制和资源化利用难题，实现了流域洪水资源化利用的巨大经济效益。

2）提出了基于源网耦合和在线交互的流域水电经济运行技术体系，并构建了针对梯级水电站群的优化调度效益评价指标体系，解决了源网目标冲突和优化调度评价无依据的技术难题，实现了源网互动“预报-计划-指令-执行-评价”全过程闭环优化，近十年节水增发电量130亿kWh。

3）建立了考虑电网电力均衡的梯级最大蓄能量短期调度模型。解决了复杂水力电力约束条件下的梯级蓄放水策略制定和负荷优化分配难题，梯级日电量计划和96点计划的电网采纳率提高至95%以上。

4）突破了岩原鲤等珍稀鱼类和泉水鱼的人工繁殖、苗种培育关键技术，研发了国内首套鱼类增殖放流站循环水养殖系统，显著改善了流域水电工程对水生生态的影响。解决了循环水养殖系统中岩原鲤的亲鱼驯养培育和性成熟问题，成功实现人工繁殖和苗种培育，岩原鲤亲鱼成活率达到90%，成熟率达70%。

5）提出了分布式模型耦合技术，研制了流域水电经济生态综合优化调度平台，在解决乌江流域自身优化的同时，首次实现了跨流域多主体的“源-网”整体在线优化与会商。

6）提出了分布式模型耦合技术：提出了跨流域分布式模型耦合优化计算技术，解决了“乌江-北盘江-调度机构”三方在线交互技术难题。

项目的研究思路和方法以及大部分成果均在流域梯级调度领域具有显著的示范作用和推广前景，特别是优化调度效益评价体系和梯级水能利用提高率改进算法在梯级调度行业内存在十分广阔的推广应用空间。