乌江梯级发电优化调度基本规则 1 梯级水库联合运行一般规则 位于同一条河流上的串联水库群，由于它们之间存在密切的水力联系，以及由于它们在水文径流特性和水库调节性能等方面的差别，它们联合运行时就可取长补短，充分发挥水文、库容、水能等方面的补偿作用，达到节约水资源，提高系统保证出力和发电量等目的。 梯级水库按其主要功能可分为以供水为主的梯级水库，以发电为主的梯级水库，综合利用梯级水库等，由于其功能不同，联合运行的一般规则也不尽相同，本研究主要探讨以发电为主的梯级水库联合运行的一般规则。 影响水电站发电量的两个主要因素是水量和水头，水量要尽可能的利用，减少不必要的弃水，同时也要抬高电站的发电水头，降低单位电能的耗水率。梯级水库调度就是合理协调水量与水头之间的关系，达到充分利用水能资源的目的。
1.1一年内不同时期梯级水库联合运行一般规则 (1) 汛期 在满足电网用电需求的基础上，梯级各水库在汛期的另一个主要任务是蓄水。蓄水的一般规则是：从最下游一级水库到最上游一级水库逐级蓄水，即下游水库先蓄上游水库后蓄。这样可以抬高下游水电站的发电水头，降低耗水率，增发汛期不蓄电能。具体的水库蓄水量要综合考虑水库大坝安全，水库下游防护对象安全以及弃水风险等因素才能确定。 (2) 汛末 汛末，水库运行调度的一般要求是水库要蓄至正常蓄水位，以供枯水期用。若下游水库在汛期即将结束时未蓄至正常蓄水位，这时应加大上游水库下泄流量，力争保证下游水库在汛末蓄满。 (3)供水前期 供水前期，来水减少，天然来水发电不能满足电网需要。这时应动用蓄在水库里的水，以提高枯水期的出力。在供水前期，梯级水库供水的一般规则是，最上游水库先供，下游各水库维持在最高水位按入库流量发电，这样可以大大降低下游电站的发电耗水率。 (4)供水后期
供水期末，水库运行调度的一般要求是库水位要降至到一个较低的值，为下一年汛期腾出足够的防洪库容。在供水后期，由于最上游水库水位较低，这时应逐渐减少其出库流量（即使没有消落到最低水位，也应减少其出库流量，为电站调峰、调频、事故备用留足水量），从第二级水库到最末一级水库逐渐增大其出库水量，这样既能保证到供水期末各水库为下一年汛期腾出足够的防洪库容，充分利用水量，又能保证下游水库在供水期大部分时间维持在较高的水头。
2 洪家渡水库初期运行规则 洪家渡水库雄踞乌江上游梯级水电站之首，具有多年调节作用。自2004年首台机组投产以来，乌江上游逐渐形成了洪家渡－东风－索风营－乌江渡四库联合运行的格局。作为乌江上游梯级的龙头水库，洪家渡水库在梯级联合调度中的作用巨大，它既可对下游水库进行库容补偿，又可对电力系统的其他电站进行电力补偿。洪家渡水库调度是否合理事关整个梯级效益的好坏。因此，必须通盘考虑、综合分析、制定科学、合理的洪家渡水库初期运行规则，作为指导洪家渡水库运行的依据。
2.1 洪家渡水库初期运行一般规则 (1) 初期运行一般规则 ① 洪家渡水库大部分时间都应在1080m以上运行，除遇连续枯水年和特枯年份，水位不宜降低至死水位。这样既可提高洪家渡水电站的水头效益，又可避免低水头对机组的不利影响。 ② 洪家渡水库在运行初期，若来水年为丰水年，水库年末库容应稍大于年初库容，为蓄满多年调节库容创造条件，尽早达到正常运行阶段；若来水年为平水年或平偏枯水年，年末库容尽量保持与年初库容相当，不能因为上游水库蓄水而使梯级水库的正常工作遭到破坏；若来水年为特枯水年，年末库容可适当小于年初库容，但动用多年库容不易过大。 ③ 若来水年为平水年或枯水年，汛期洪家渡水库蓄水量以年V为宜，如果汛期蓄水过多，可能导致下游水库来流减少，水头降低，耗水率增大；如果汛期蓄水过少，可能导致不到供水期末，过早的动用多年调节水库的库容，不能充分发挥多年调节水库的作用。 (2) 洪家渡水库初期运行年内补偿调节运行规则 ① 补偿调节概念 由于水电站水库之间的种种联系，以及存在水文特性和水库调节性能等差别，当他们联合运行时，就可进行水力、水量以及电力电量的联合调节，起到取长补短、提高水资源利用效益的作用，这种水电站水库群的联合调度称为补偿调节。以发电为主的梯级水电站补偿调节的目的是通过削峰填谷的补偿，使梯级水电站提供给电力系统的总出力尽可能均衡，即提高系统的保证出力。但必须明确，增加保证出力是要牺牲一部分电量的。 ② 发电关键时期的运行规则 ● 汛初(6-7月) 每年6－7月乌江来水逐渐增大，进入汛期。根据《引子渡水电站运行调度报告》水库调度图运用规则，6月位于三岔河上的引子渡水库开始蓄水，按蓄水期正常出力60.4MW发电放水；7月兼顾蓄水与发电，月底将水库蓄至正常蓄水位，多余水量用于发电。导致6-7月引子渡出库流量通常小于天然流量。这时东风水库、乌江渡水库处于枯汛交替时期，水位较低，若此时洪家渡水库长期蓄水，可能导致东风、乌江渡水电站发电耗水率增大。从表面上看，东风、乌江渡水库水位较低，有足够大的库容蓄洪，可以降低汛期弃水的风险，节约水资源，但实际情况是东风、乌江渡电站发电耗水率增大，发同样多的电耗水更多，且后期7月中旬－8月上旬乌江流域通常会出现15-20天左右伏旱期，天然流量减小，出现洪水的概率降低。因此，在汛初，洪家渡水库应加大出力(大于汛期洪家渡最小出力80MW)，抬高下游水库水位，降低耗水率，节约水能资源。 ● 伏旱期(7月中旬－8月上旬) 伏旱期，天然流量减小，出现洪水的概率降低，洪家渡水库应适当加大发电流量，使东风、乌江渡水库保持较高的水位，降低发电耗水率。 ● 汛中(8月中旬-10月末) 8月尚为位主汛期，来水较丰；9、10月较大比例的秋汛，且普定、引子渡水库已蓄水至正常蓄水位，出库流量等于入库流量，东风水库入库流量较大，这时洪家渡水库应以蓄水为主。根据《洪家渡发电厂水库调度手册》，考虑电力系统调峰要求，洪家渡水库在8－10月按最小出力要求80MW(月平均出力)发电，多余水量蓄在水库，以供枯水期用。 ③ 洪家渡水库对洪水的拦蓄作用 ● 汛期，若三岔河来洪水，由于普定、引子渡水库调节库容有限，可能出现引子渡水库出库流量较大。为避免东风水库发生弃水，这时洪家渡水库应发挥其多年调节水库的作用，降低出力或停机蓄水。 ● 若洪－引－东区间来大洪水，这时洪家渡水库应减小出力或停机，减小下泄流量。 ● 若六冲河来大水，洪家渡水库以蓄为主。 ④ 洪家渡蓄水初期影响分析 ● 洪家渡水库蓄水，导致下游各水库来水(正常运行以前)小于天然来水，从较短时期(1年)来看，乌江梯级电站的发电量会小于天然来水发电量。但由于乌江渡是多年调节水库，在评价含有多年调节水库梯级电站运行发电指标时，不能以年为时段，应用多年平均指标来衡量，所以洪家渡蓄水初期，可能影响乌江梯级一年或几年的发电量。
3东风、乌江渡水库运行关键时期控制水位分析 本研究确定的运行关键时期是指供水末期(4-5月)，枯汛交替期(6-7月)，伏旱期(7月下旬-8月上旬)，汛枯交替期(9-10月)。
3 东风水库运行关键时控制水位分析 (1) 供水末期(4-5月)控制水位分析 东风水库单独运行，在供水末期一般情况下应逐渐降低水库水位，为汛期腾出足够的库容，减少水库汛期弃水。目前，东风水库上游左岸有洪家渡多年调节水库，右岸有普定—引子渡水库，这三座水库的运行，使东风水库在汛期的入库流量比较均匀，且东风电站进行扩机增容改造，最大发电引用流量大大提高，降低了东风水库汛期的弃水概率。考虑到东风电站新机组的最低引水水位为950m,且新机组的电价比老机组高等一系列实际情况，建议东风水库在供水末期控制水位不应低于950m。 (2)伏旱期(7月下旬-8月上旬)控制水位分析 每年7月下旬至8月上旬乌江流域通常会出现大约20天左右的伏旱期，来水偏少，但此时正逢电网用电高峰时期，若东风水库水位过低，发电耗水率增大，可能导致电网安全运行达不到保证(供不应求)，综合分析发电耗水率、弃水量等因素，建议伏旱期东风水库水位应保持在960m左右。 (3) 汛枯交替期(9-10月)控制水位分析 每年的9－10月，水库天然来水逐渐减少，为了确保东风水库在汛末蓄水到正常蓄水位，这时水库应以蓄水为主(水位逐渐抬高)。考虑到三岔河普定、引子渡水库在每年的9-10月已蓄至正常蓄水位，若这时在来秋汛，可能导致引子渡水库大量弃水，东风入库流量增大，综合考虑东风水库蓄水和弃水等因素，建议汛枯交替期(9-10月)东风水库水位应保持在965左右m。若天然来水不能满足电网发电需求，不应动用东风水库蓄水，而应加大洪家渡水库出库流量来满足东风电厂的发电需求。
4 乌江渡水库运行关键时控制水位分析 (1) 供水末期(4-5月)控制水位分析 鸭溪变#1主变作为北部电网和主网联系的唯一通道，其地位举足轻重。如果该主变事故跳闸，即意味着北部电网解列，单独运行。目前北部电网的电源总容量达到1790MW，包括了遵义电厂(250MW)、习水电厂(540MW)、金沙电厂(500MW)、乌江电厂新厂(500MW)。在大方式下运行，鸭溪变#1主变接近满载(有功约为680MW)，在鸭溪变主变高负载运行时因故障跳闸，不仅将导致贵州电网缺失大量电力，而且会给北部电网带来严重后果。乌江渡4#、5#机组在北部电网中担任着调频、调性、事故备用等功能，若北部电网中的任何机组(乌江渡电厂除外)发生故障，乌江渡4#、5#机组作为事故备用必须马上投入运行才能确保电网的安全，而乌江渡4#、5#最低引水水位为736m，所以在供水末期(4-5月)，乌江渡水库水位不应低于736m；另一方面，在乌江渡库区周边农民(4-6月)灌溉取水较多，取水高程大都在740m以上；综合以上分析，乌江渡水库在供水末期(4-5月)水位应控制在740m以上。 (2) 伏旱期(7月下旬-8月上旬)控制水位分析 每年7月下旬至8月上旬乌江流域通常会出现大约20天左右的伏旱期，来水偏少，但此时正逢电网用电高峰时期，若乌江渡水库水位过低，发电耗水率增大，可能导致电网安全运行达不到保证(供不应求)，综合分析发电耗水率、弃水量等因素，建议伏旱期乌江渡水库水位应保持在750m左右。 (3) 汛枯交替期(9-10月)控制水位分析 根据水库运行一般规则，在汛末(10月末)水库一般应蓄至正常蓄水位。若汛枯交替时期水库蓄水过低，可能导致汛末不能蓄至正常蓄水位，供水期用水得不到保证；若汛枯交替时期蓄水过高，可能导致发生秋汛时，水库大量弃水，综合分析，建议汛枯交替时期乌江渡水库水位应维持在755m左右。