厄爾尼諾發(fā)展年中四川電網(wǎng)來水特點分析

王 忠 全，　杜 成 銳，　張 宏 圖，　王 莉 麗

(1. 國網(wǎng)四川省電力公司映秀灣水力發(fā)電總廠，四川 都江堰　611830；2. 國網(wǎng)四川省電力公司，四川 成都　610041)

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厄爾尼諾發(fā)展年中四川電網(wǎng)來水特點分析

王 忠 全1，杜 成 銳2，張 宏 圖2，王 莉 麗2

(1. 國網(wǎng)四川省電力公司映秀灣水力發(fā)電總廠，四川 都江堰611830；2. 國網(wǎng)四川省電力公司，四川 成都610041)

摘要：厄爾尼諾是一種周期性的自然現(xiàn)象，是影響我國降水分布的重要事件，也是影響四川電網(wǎng)來水的重要事件。通過分析四川電網(wǎng)主要流域的水電分布情況及流域來水特點，確定了厄爾尼諾發(fā)展年中的四川電網(wǎng)來水計算模型，分析了厄爾尼諾發(fā)展年中四川電網(wǎng)來水特點。在厄爾尼諾發(fā)展年中，四川電網(wǎng)來水無明顯的規(guī)律性，但高原上流域偏枯的概率更大且累計厄爾尼諾發(fā)展年中的四川電網(wǎng)來水整體偏枯。

關(guān)鍵詞：厄爾尼諾；四川電網(wǎng)；來水；移動加權(quán)

1厄爾尼諾事件

厄爾尼諾分為厄爾尼諾現(xiàn)象和厄爾尼諾事件。厄爾尼諾現(xiàn)象是指太平洋東部和中部的熱帶海洋的海水溫度異常地持續(xù)變暖，使整個世界氣候模式發(fā)生變化，造成一些地區(qū)干旱，而另一些地區(qū)又降雨量過多。當(dāng)該海區(qū)海水表面溫度持續(xù)3個月以上比常年同期偏高0.5 ℃時，稱為進入厄爾尼諾狀態(tài)。若持續(xù)6個月以上，則認定發(fā)生了厄爾尼諾事件。

厄爾尼諾出現(xiàn)時，原本由太平洋東岸吹向西岸的東南信風(fēng)會減弱甚至消失而被赤道西風(fēng)所取代。由于大量的表層暖海水不像正常情況下由東向西流動并在西岸堆積，而是由于重力作用由西向東移動(太平洋平均海平面西部要比東部高，主要是由于信風(fēng)引起的)，從而使得西岸表層暖海水層變薄，甚至出現(xiàn)冷水層。而太平洋副熱帶高壓是一個暖高壓，熱量來源主要是海水，因此，表層暖海水的減弱會影響副高的強度，使得其要比正常年份偏弱。當(dāng)副高偏弱時，位于副高西北邊緣的夏季風(fēng)氣流也會偏弱，從而使得夏季風(fēng)在盛夏時分依舊與南下的冷空氣(冬季風(fēng))交匯于江淮一線，造成淮河流域和長江中下游地區(qū)暴雨成災(zāi)；而江南和華南地區(qū)由于長時間受到副高影響，出現(xiàn)大面積伏旱。東北地區(qū)，由于冷空氣勢力比正常年份強而使得其不斷南下影響東北，造成東北地區(qū)夏季氣溫要比正常年份低，出現(xiàn)夏季低溫冷害，而河套地區(qū)位于季風(fēng)區(qū)邊緣，夏季風(fēng)勢力弱時，這些地區(qū)便會受單一的冬季風(fēng)控制，氣候干旱而少雨。

厄爾尼諾發(fā)展年對我國各地區(qū)降水分布影響情況見表1。

表1　厄爾尼諾年我國降水分布情況表

一般情況下，厄爾尼諾事件發(fā)生次年長江流域多雨，厄爾尼諾事件發(fā)展年雨帶處于長江以南。

對于以水電為主的四川電網(wǎng)來說，雨帶分布是影響其來水及安全經(jīng)濟運行的重要因素，因此，分析四川電網(wǎng)在厄爾尼諾發(fā)展年中的來水特點是十分必要的。筆者在分析四川電網(wǎng)主要流域的水電分布情況及流域來水特點的基礎(chǔ)上，建立了厄爾尼諾發(fā)展年的四川電網(wǎng)來水計算模型，為分析厄爾尼諾發(fā)展年中四川電網(wǎng)來水特點提供了理論依據(jù)。

2厄爾尼諾發(fā)展年中四川電網(wǎng)來水計算模型的建立

四川省水力資源豐富，技術(shù)可開發(fā)量達1.5億kW，占全國的1/4以上。全省大小河流1 300余條，水電資源在1萬kW以上的就有850條，現(xiàn)已投產(chǎn)的水電站主要分布在大渡河、雅礱江、岷江、嘉陵江等流域。但水電站多集中在高原山區(qū)，地質(zhì)地理環(huán)境條件十分復(fù)雜，參與水電開發(fā)的有國有、民營等大小不一的數(shù)百家發(fā)電企業(yè)，導(dǎo)致各流域電站分布極其不均，使得四川全網(wǎng)來水計算更為困難。

筆者結(jié)合四川電網(wǎng)各流域的特性，在計算與實時跟蹤各流域已投水電裝機容量總量的基礎(chǔ)上，通過移動加權(quán)平均法確定了四川電網(wǎng)來水計算模型。

(1)權(quán)重系數(shù)的確定。

各流域開發(fā)程度不同，其發(fā)電能力差異較大，導(dǎo)致各流域來水對四川全網(wǎng)來水的影響程度亦有所不同。確定各流域?qū)θW(wǎng)的影響程度已成為四川電網(wǎng)來水預(yù)測、發(fā)電能力預(yù)測、電力電量平衡、確保電網(wǎng)安全運行、充分利用水能資源的首要工作。在影響電網(wǎng)發(fā)電能力的因素中，裝機容量是可以量化確定的。筆者通過動態(tài)跟蹤各流域的實時已裝機情況，計算出各流域的權(quán)重系數(shù)。計算方法如下：

Ni=Ni已投+Ni新投

i=1……n

式中Ni為i流域計算時段中的已投裝機容量；fi為i流域?qū)θW(wǎng)的權(quán)重系數(shù)。

(2)全網(wǎng)來水計算。

在已知各流域來水的前提下，考慮電網(wǎng)的實際運行情況，為提高全網(wǎng)來水計算精度，可以選擇不同周期、不同步長進行權(quán)重系數(shù)的計算。全網(wǎng)來水計算公式為:

筆者選擇N=12為周期，按月進行全網(wǎng)平均來水情況的計算，分析了歷史上7次著名厄爾尼諾發(fā)展年與四川電網(wǎng)的相關(guān)關(guān)系。

3厄爾尼諾事件與四川電網(wǎng)來水的相關(guān)性分析

近65a著名的厄爾尼諾年有：1952～1953年、1957～1958年、1965～1966年、1972～1973年、1982～1983年、1997～1998年、2006～2007年。有關(guān)統(tǒng)計分析表明，約80%的厄爾尼諾開始年春夏季到秋冬季全國總降水量增加；而100%的厄爾尼諾次年春夏季全國總降水量增加。筆者以厄爾尼諾發(fā)展年為研究對象，重點分析了歷史上7次厄爾尼諾發(fā)展年(1953年、1958年、1966年、1973年、1983年、1998年、2007年)與四川電網(wǎng)來水的相關(guān)關(guān)系。

(1)數(shù)據(jù)選取。

筆者選取各流域相應(yīng)年份的月平均流量及多年月平均流量為統(tǒng)計分析對象(表2)。

表2　各流域厄爾尼諾發(fā)展年月度來水分析表　/m3·s-1

(2)數(shù)據(jù)分析。

對各流域逐月進行來水分析(圖1)，分析結(jié)果表明：在厄爾尼諾發(fā)展年中各流域月度來水趨勢基本一致，典型厄爾尼諾發(fā)展年年平均入庫流量比多年平均流量偏少2%，豐水期6～10月偏少3%。其中，7次中有4次來水偏枯，3次來水偏豐。偏豐年分別是1953年、1966年和1998年。特別是1998年，豐水期來水偏豐近4成，7、8月平均來水均接近歷史最大值。2007年偏枯較突出，全年來水比多年平均偏枯2成。

筆者對各流域及全網(wǎng)來水情況進行了年度距平分析(圖2)，分析結(jié)果表明：在厄爾尼諾發(fā)展年中四川各流域來水及全網(wǎng)來水無明顯規(guī)律性，既有偏豐年份，也有偏枯年份，但川西高原各主要流域來水偏枯的概率更大，特別是高原中部、南部的雅礱江流域和大渡河流域來水偏枯，高原北部的岷江流域平均來水和多年同期基本持平，只有干流處于盆地的嘉陵江流域來水略偏豐。

圖1　流域月度流量圖

圖2　流域距平分析圖

4結(jié)語

(1)各流域月度來水趨勢基本一致；

(2)全網(wǎng)來水無明顯規(guī)律性，但高原上流域偏枯的概率更大；

(3)全網(wǎng)來水與各流域來水趨勢基本一致；

(4)累計厄爾尼諾發(fā)展年的四川電網(wǎng)來水整體偏枯。

參考文獻：

[1]呂俊梅，等.太平洋年代際振蕩冷、暖背景下ENSO循環(huán)的特征[J].氣候與環(huán)境研究， 2005.10(2)：238-249.

[2]張雪剛，等.厄爾尼諾現(xiàn)象對我國夏季降水的影響[J]，水資源保護， 2004.20(1)：28-30.

王忠全(1981-)，男，黑龍江安達人，工程師，碩士，從事水電廠技術(shù)管理及檢修工作；

杜成銳(1976-)，男，四川萬源人，高級工程師，工程碩士，從事水電運行管理工作；

張宏圖(1973-)，男，四川成都人，處長，高級工程師，工商管理碩士，從事電網(wǎng)調(diào)度管理工作；

王莉麗(1977-)，女、河南安陽人，高級工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

作者簡介:

收稿日期:2015-07-18

文章編號:1001-2184(2016)01-0080-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:[TV-9]；TM73；TV7