三峡—葛洲坝梯级水电站汛期分级优化调度研究

作     者：赵佳情 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马超

授予年度：2014年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：三峡-葛洲坝梯级水电站 汛期 水力水量联系 调度准则 

摘      要：针对三峡-葛洲坝梯级水电站汛期水能水资源利用要求,综合考虑汛期三峡水库入库径流特征和三峡-葛洲坝梯级水电站间紧密的水力水量联系,开展三峡-葛洲坝梯级水电站汛期短期优化调度研究。研究通过多类型特性分析,提出不同泄流等级下的三峡-葛洲坝梯级水电站优化调度准则;并构建优化调度模型,利用遗传算法求得三峡-葛洲坝梯级水电站的优化调度方案和调度策略,研究成果可为实际调度提供决策支持。本文主要研究内容和结论如下:第一,详细分析和归纳三峡-葛洲坝梯级水电站的多类型特性。(1)在汛期,发电水头降低将引起三峡电站机组出力受阻,每台机组最大允许出力减幅超过50MW;(2)发电水头低于19.0m时,葛洲坝电站机组的发电效率将随发电水头降低而大幅度降低,最高降幅超过0.1/m;(3)相同葛洲坝水库坝前水位变幅引起的三峡水库尾水位变幅将随着三峡电站下泄流量的增加而逐渐减小;(4)在汛期,三峡电站和葛洲坝电站的最大发电泄流能力分别为30000m3/s和20000m3/s。第二,基于多类型特性分析成果,以梯级日发电量最大为目标,提出了三峡水库不同等级日均泄流条件下的梯级水电站优化调度准则。(1)日均泄流大于30000m3/s时,葛洲坝水库应依据关键水位值、初始库水位和三峡水库日泄流过程制定其反调节泄流过程;(2)日均泄流介于20000m3/s至30000m3/s之间时,葛洲坝水库应依据17.0m的发电水头制定其反调节泄流过程;(3)日均泄流小于20000m3/s时,葛洲坝水库应根据电站最大下泄能力和初始库水位等决策因素,按照出入库平衡方式和典型库水位过程制定反调节泄流过程。第三,综合考虑机组运行特性、水量平衡关系、库容库水位关系、下泄流量和尾水位关系等多类型约束条件,构建以发电量最大为目标的三峡-葛洲坝梯级水电站优化调度模型。模型采取遗传算法求解,并在种群初始化阶段嵌入调度准则提高寻优效率。第四,通过实例验证了三峡-葛洲坝梯级水电站汛期调度准则的正确性和有效性。结果表明:(1)日均下泄流量大于30000m3/s时,利用优化调度准则无需寻优可直接获得最优调度方案;(2)日均下泄流量小于30000m3/s时,嵌入优化调度准则的初始群体适应度值高,寻优速度更快,可获得更优调度方案;(3)与随机优化相比,嵌入优化调度准则的优化方案中,时段泄流和出力变化小,可减少机组启停频次,更符合实际调度要求。