潘口建库对黄龙滩发电效益影响研究.pdf
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1、133第 46 卷 第 08 期2023 年 08 月Vol.46No.08Aug.2023水 电 站 机 电 技 术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation1 潘口、黄龙滩水电站概况堵河为汉江中上游南岸一大支流,发源于大巴山北麓,有西、南两源:汇湾河与官渡河,在两河口汇合后称堵河。潘口与黄龙滩水电站依次位于堵河下游,形成梯级串联水库群。黄龙滩水电站位于鄂西北山区堵河下游、十堰市黄龙镇以上 4 km 的峡谷出口处,坝址以上控制流域面积 11 140 km2,年径流量 60.4 亿 m3,为不完全年调节水库。总库容11.625亿m3,工程
2、以发电为主,同时具有工业供水,农田灌溉,改善航运,发展渔业等综合效益。2005 年黄龙滩机组改造扩建,电站装机增容至 510 MW。潘口水电站位于湖北省堵河下游河段,下距湖北省十堰市竹山县城 13 km,坝址以上流域面积8 950 km2,年径流量 51.8 亿 m3,调节库容 11.2 亿 m3,为年调节水库,工程以发电为主,兼有防洪、灌溉,梯级补偿等综合效益。潘口于2008 年 12月正式发电。2 基本研究资料潘口水电站建成后,与黄龙滩形成串联水库群,研究统一采用竹山站历史水文资料作为潘口建库前后的入库流量,以正常蓄水位、防洪限制水位、死水位,以及各电站的装机容量、保证出力、最大过机流量等
3、为约束条件,结合水位库容曲线、尾水水位流量曲线,以发电量最大为目标1,研究潘口、黄龙滩单库优化调度及联合优化调度的发电效益2。潘口与黄龙滩水电站的基本特征参数见表 1。表 1 潘口、黄龙滩水电站主要特征参数黄龙滩潘口调节性能不完全年调节年调节正常蓄水位/m247355相应库容/百万 m3787.271 970防洪限制水位/m247355正常死水位/m226330相应库容/百万 m3344.13850装机容量/MW510500保证出力/MW5086.7最大过机流量/m3/s7466843 潘口、黄龙滩单库发电调度分析3.1 黄龙滩单库发电调度假设潘口水电站未建,以竹山站历史多年平均旬时段入流作为
4、黄龙滩的入库流量,设黄龙滩初始水位为 230 m,分别采用常规算法设计调度图模拟法3和优化算法逐次逼进动态规划法4(DPSA)求解黄龙滩的年发电计划,发电结果见表 2。收稿日期:2023-07-11作者简介:于 茜(1986-),女,工程师,从事梯级优化调度、运行管理、工程标准化管理等工作。潘口建库对黄龙滩发电效益影响研究于 茜(中国南水北调集团东线有限公司,北京 100053)摘 要:潘口建库之后与黄龙滩形成汉江支流堵河上的梯级水电站,本文基于单库逐步优化算法(POA),采用逐次逼进动态规划(DPSA)梯级优化算法与设计调度图模拟法求解梯级调度模型,对比潘口、黄龙滩单库优化调度与潘黄两库联合
5、优化调度结果,分析潘口位于黄龙滩上游,对黄龙滩发电调度的影响情况。最终得出结论,具有年调节性能的潘口水库可充分调节黄龙滩的入库流量,不仅提高了黄龙滩的防洪标准,更加大了黄龙滩的发电效益,取得了良好的社会效益。关键词:梯级水电站;优化算法;POA;DPSA中图分类号:TV736文献标识码:A文章编号:1672-5387(2023)08-0133-03D O I:10.13599/ki.11-5130.2023.08.037134第 46 卷水 电 站 机 电 技 术表 2 黄龙滩单库调度发电结果表设计调度图模拟法逐次逼进动态规划法增发电量增发百分比/%平均出力/MW95.699.2-发电量/万
6、kW h82 599.2685 713.513 114.253.8根据黄龙滩设计调度图模拟计算,黄龙滩年平均发电量为 82 599.26 万 kW h,若采用优化算法对全年水位过程进行优化,可增加发电量 3 114.25 万 kW h,提高 3.8%。DPSA5单库优化的黄龙滩年水位过程如图 1 所示,发电过程如图 2 所示。可见,黄龙滩单库优化调度规律是,时段初降低水位加大发电流量,既补充来水不足,又腾空库容做汛前准备,自汛期开始不断蓄水抬高水头,保持高水头发电,时段末加大流量利用高水头多发电的同时,再消落至初始水位。因而,其全年各时段的发电量会出现汛期和年末两个过程较高。图 1 DPSA
7、单库优化黄龙滩水位过程线图 2 DPSA 单库优化黄龙滩发电量柱状图3.2 潘口单库发电调度若潘口水电站建成后,只考虑其独立运行情况,以竹山站历史多年平均旬时段入流作为潘口的入库流量,设潘口初始水位为 340 m,分别采用常规算法设计调度图模拟法和优化算法逐次逼进动态规划法(DPSA)求解潘口的年发电计划,发电结果见表 3。表 3 潘口单库调度发电结果表设计调度图模拟法逐次逼进动态规划法增发电量增发百分比/%平均出力/MW102.1113.9-发电量/万 kW h88 188.8998 377.7410 188.8511.6根据潘口设计调度图模拟计算,潘口年平均发电量为 88 188.89 万
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