基于预报预泄的五强溪水库主汛期运行水位优化

doi:10.11988/ckyyb.20240724

长江科学院院报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (12): 23-28.DOI: 10.11988/ckyyb.20240724

基于预报预泄的五强溪水库主汛期运行水位优化

沙永兵¹(), 巴欢欢²^,³(), 王也¹, 肖杨¹, 傅巧萍²^,³, 李肖男²^,³

¹ 五凌电力有限公司,长沙 410004
² 长江设计集团有限公司,武汉 430010
³ 长江勘测规划设计研究有限责任公司流域水安全保障湖北省重点实验室,武汉 430010

收稿日期:2024-07-10 修回日期:2024-09-29 出版日期:2024-12-01 发布日期:2024-12-01
通信作者:
巴欢欢(1992-),女,河南灵宝人,高级工程师,博士,研究方向为水工程联合调度。E-mail:husthuanhuanba@163.com
作者简介:
沙永兵(1971-),男,湖南桃源人,高级工程师,研究方向为水库调度研究与管理。E-mail: sha_syb@wu_ling.com
基金资助:
国家重点研发计划项目(2021YFC3200302); 湖北省/武汉市科技计划项目(2021WHYCQN-04)

Optimization of Operating Water Level of Wuqiangxi Reservoir in Main Flood Season Based on Forecast and Pre-discharge

SHA Yong-bing¹(), BA Huan-huan²^,³(), WANG Ye¹, XIAO Yang¹, FU Qiao-ping²^,³, LI Xiao-nan²^,³

¹ Wuling Power Corporation Ltd., Changsha 410004, China
² CISPDR Co., Ltd., Wuhan 430010, China
³ Hubei Key Laboratory of Basin Water Security,Changjiang Survey, Planning, Design and Research Co., Ltd.,Wuhan 430010, China

Received:2024-07-10 Revised:2024-09-29 Published:2024-12-01 Online:2024-12-01

摘要/Abstract

摘要：

汛期调度方式优化是提升五强溪水库综合效益的重要抓手。在确保防洪安全的前提下,基于预报预泄的方法,研究了五强溪水库主汛期运行水位动态控制范围、启动条件和预报预泄调度方式,计算分析了汛期运行水位上浮方案产生的综合效益。以1996年和2019年汛期调度实践为例,实施汛期运行水位动态控制,分别可提高发电水头0.48、0.54 m,减少弃水量8.53亿、9.56亿 m³,增加发电量1.26亿、1.34亿 kW·h。结果表明结合来水预报,在风险可控的条件下动态控制五强溪水库汛期运行水位,可在减少机组出力受阻几率和弃水的同时,显著提高水库的发电效益。

关键词: 运行水位优化, 动态控制, 预报预泄, 主汛期, 五强溪水库

Abstract:

Optimizing the dispatching mode during flood season is a crucial step in enhancing the comprehensive benefits of Wuqiangxi Reservoir. On the premise of ensuring flood control safety, we employed the method of forecast and pre-discharge to investigate the range and starting conditions for dynamic control of water level, and the operation mode of pre-discharge for Wuqiangxi Reservoir during the main flood season. Additionally, we calculated the comprehensive benefits of uplifting operational water level in flood season. Case studies on the flood season operations in 1996 and 2019 demonstrate that dynamic control of operating water level during flood season increased power generation head by 0.48 and 0.54 meters, reduced wasted water by 853 million and 956 million cubic meters, and boosted power generation by 126 million and 134 million kW·h, respectively. The results indicate that under controllable risk conditions, dynamic control of operating water level in Wuqiangxi Reservoir during flood season significantly improves power generation efficiency while reducing the likelihood of unit output blockage and water waste.

Key words: water level optimization, dynamic control, forecast and pre-discharge, main flood season, Wuqiangxi reservoir

中图分类号:

TV697

沙永兵, 巴欢欢, 王也, 肖杨, 傅巧萍, 李肖男. 基于预报预泄的五强溪水库主汛期运行水位优化[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(12): 23-28.

SHA Yong-bing, BA Huan-huan, WANG Ye, XIAO Yang, FU Qiao-ping, LI Xiao-nan. Optimization of Operating Water Level of Wuqiangxi Reservoir in Main Flood Season Based on Forecast and Pre-discharge[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute, 2024, 41(12): 23-28.

预见期/h	预报精度/%		洪水检验场次
预见期/h	洪峰	洪量	洪水检验场次
6	92.3	88.5	52
12	86.2	87.7	65
24	76.4	78.2	55
36	70.0	72.0	50
48	68.0	66.0	25
72	60.0	65.0	20

预见期/h	预报精度/%		洪水检验场次
预见期/h	洪峰	洪量	洪水检验场次
6	92.3	88.5	52
12	86.2	87.7	65
24	76.4	78.2	55
36	70.0	72.0	50
48	68.0	66.0	25
72	60.0	65.0	20

五强溪水库可加泄量/(m³·s^-1)	不同运行水位下五强溪水库的预泄时间/h
五强溪水库可加泄量/(m³·s^-1)	99 m	100 m	101 m	102 m
9 000	11.30	14.76	18.43	22.35
8 000	11.72	15.60	19.74	24.15
7 000	12.25	16.69	21.41	26.45
6 000	12.95	18.14	23.65	29.53
5 000	13.94	20.17	26.78	33.83
4 000	15.43	23.21	31.47	40.29
3 000	17.91	28.28	39.30	51.06
2 000	22.86	38.42	54.94	72.58

五强溪水库可加泄量/(m³·s^-1)	不同运行水位下五强溪水库的预泄时间/h
五强溪水库可加泄量/(m³·s^-1)	99 m	100 m	101 m	102 m
9 000	11.30	14.76	18.43	22.35
8 000	11.72	15.60	19.74	24.15
7 000	12.25	16.69	21.41	26.45
6 000	12.95	18.14	23.65	29.53
5 000	13.94	20.17	26.78	33.83
4 000	15.43	23.21	31.47	40.29
3 000	17.91	28.28	39.30	51.06
2 000	22.86	38.42	54.94	72.58

上浮运行最高水位/m	最小加泄流量/ (m³·s^-1)	上浮运行最高水位/m	最小加泄流量/ (m³·s^-1)
99	2 000	101	6 000
100	4 000	102	8 000

基于预报预泄的五强溪水库主汛期运行水位优化

Optimization of Operating Water Level of Wuqiangxi Reservoir in Main Flood Season Based on Forecast and Pre-discharge

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预报未来24 h五强溪入库流量Q/ (m³·s^-1)	五强溪至桃源区间流量Q_w-T/ (m³·s^-1)	加泄流量/ (m³·s^-1)	上浮运行最高水位/m
[6 200,8 200)	≤3 750	2 000	99
[4 200,6 200)		4 000	100
[2 200,4 200)		6 000	101
<2 200		8 000	102

上浮水位/ m	不同预报误差工况下安全预泄次数和比例
	不考虑误差		误差10%		误差20%		误差30%
	次数	比例/ %	次数	比例/ %	次数	比例/ %	次数	比例/ %
99	60	100	60	100	60	100	60	100
100	65	100	65	100	65	100	65	100
101	78	100	78	100	78	100	78	100
102	56	100	56	100	56	100	56	100

运行方式	入库水量/(亿m³)		弃水量/(亿m³)		平均水头/m		发电量/(亿kW·h)
运行方式	1996年	2019年	1996年	2019年	1996年	2019年	1996年	2019年
不实施动态控制	515.34	404.77	239.62	140.65	45.16	43.91	27.79	25.98
实施分级动态控制	515.34	404.77	231.09	131.09	45.64	44.45	29.05	27.31
动态控制增加量	—	—	-8.53	-9.56	0.48	0.54	1.26	1.34