梯級(jí)小水電站優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素的篩選

蔣 燕，李 勝，陳 清

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，昆明650011；2.南京金水尚陽(yáng)信息技術(shù)有限公司，南京210046）

我國(guó)小水電資源豐富，蘊(yùn)藏量為1.6 億kW，技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為1.28 億kW，年發(fā)電量可達(dá)5 350 億kWh。然而，小水電群大多地處電網(wǎng)末端，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，且與大中型水電、風(fēng)電、光伏電交織在一起，優(yōu)化調(diào)度難度較大。

云南省作為我國(guó)西南部的水力資源大省，小水電技術(shù)可開(kāi)發(fā)容量為12 045 MW，約占全國(guó)的1/10，位居四川、西藏之后排全國(guó)第3 位。云南小水電分布在16 個(gè)地州的125 個(gè)縣市，這些小水電具有裝機(jī)容量小、數(shù)量眾多、分布范圍廣、調(diào)度關(guān)系復(fù)雜、并網(wǎng)方式各異等特點(diǎn)，更增加了優(yōu)化調(diào)度的難度。

小水電在不同地域電網(wǎng)有不同的界定，云南電網(wǎng)小水電專指裝機(jī)容量小于2.5 萬(wàn)kW 或并網(wǎng)電壓等級(jí)為110 kV 及以下由地區(qū)和縣級(jí)供電局調(diào)度的常規(guī)能源電站，目前共有小水電站1 800 座。在藤條江、新現(xiàn)河等河流上建有梯級(jí)電站550 座，其發(fā)電量占所有小電發(fā)電量的35%。在這些梯級(jí)電站中，具有日調(diào)節(jié)能力的有70個(gè)。由于小水電站庫(kù)容小、調(diào)節(jié)能力差等表面因素，梯級(jí)小水電站優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的研究長(zhǎng)期被人們所忽視，從而失去了其潛在且可觀的梯級(jí)銜接調(diào)度效益。事實(shí)上，對(duì)這些電站進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以發(fā)電效益最大化為目標(biāo)的小水電資源開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)還可以通過(guò)水電資源優(yōu)勢(shì)解決當(dāng)?shù)赜秒妴?wèn)題，推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 日調(diào)節(jié)梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度的研究

水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度是在常規(guī)水庫(kù)調(diào)度工程中優(yōu)化理論以及調(diào)度技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的研究領(lǐng)域，而梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度是其中的重要研究?jī)?nèi)容。梯級(jí)水庫(kù)是指一條河流中自上游到下游修建的一系列呈階梯式的水庫(kù)和水電站，是目前開(kāi)發(fā)利用河流水能資源的一種重要方式。隨著我國(guó)梯級(jí)水電能源的綜合滾動(dòng)開(kāi)發(fā)，建有梯級(jí)水庫(kù)的流域數(shù)目與梯級(jí)水庫(kù)的級(jí)數(shù)都在不斷增加，梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的關(guān)注度也相應(yīng)地日趨增加［1］［2］，而梯級(jí)水庫(kù)因?yàn)槭芰饔蛩奶卣?、水?kù)工程特性、電網(wǎng)架構(gòu)以及城鎮(zhèn)用水特性等眾多因素的影響，其聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度也是水庫(kù)調(diào)度學(xué)術(shù)和工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

國(guó)外對(duì)梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的研究最早始于20 世紀(jì)70年代，國(guó)內(nèi)始于20世紀(jì)80年代。目前，國(guó)內(nèi)外的梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究均取得很大進(jìn)展，調(diào)度方法側(cè)重于動(dòng)態(tài)規(guī)劃、大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)及模擬技術(shù)等。

水電站按調(diào)節(jié)性能分為無(wú)調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)等類型，具有調(diào)節(jié)功能的梯級(jí)小水電站都具有日調(diào)節(jié)能力。日調(diào)節(jié)水電站是指水庫(kù)容積可在一日之內(nèi)對(duì)河流天然來(lái)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)使用的水電站，它的調(diào)節(jié)周期大體上為24 h。除洪水期外，河流天然來(lái)水量在一日之內(nèi)幾乎不變，但一日中的發(fā)電和其他用水變化較大，日調(diào)節(jié)是將用水較少時(shí)的多余水量?jī)?chǔ)存在水庫(kù)中供用水高峰時(shí)使用，以一日為調(diào)節(jié)周期，當(dāng)興利庫(kù)容超過(guò)枯水日來(lái)水量的30%時(shí)即可進(jìn)行日調(diào)節(jié)。

根據(jù)梯級(jí)水電站中各水電站的調(diào)節(jié)性能與組合方式，可以將梯級(jí)水電站群分為多種類型。常見(jiàn)的梯級(jí)水電站群類型可以概括為三種：“一庫(kù)多級(jí)”式梯級(jí)水電站群、多個(gè)較大調(diào)節(jié)能力（多年調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)等）水電站銜接而成的梯級(jí)水電站群與僅由一串低調(diào)節(jié)性能（日調(diào)節(jié)）水電站群組成的梯級(jí)水電站群。其中，由于梯級(jí)水電站體量、單個(gè)電站以及龍頭電站的調(diào)節(jié)能力等影響，日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站在調(diào)度需求方面與其余兩種類型存在較大區(qū)別，主要表現(xiàn)在：

（1）調(diào)度計(jì)算周期：根據(jù)日調(diào)節(jié)水電站的定義，其調(diào)節(jié)周期最多為24 h，考慮到小水電站調(diào)節(jié)庫(kù)容的約束，因此梯級(jí)調(diào)度計(jì)算周期最優(yōu)應(yīng)為實(shí)時(shí)調(diào)度與短期調(diào)度，其中實(shí)時(shí)調(diào)度的時(shí)段長(zhǎng)通常為15～30 min，更甚者達(dá)5 min，短期調(diào)度的時(shí)段長(zhǎng)通常為1 h［3］。

（2）梯級(jí)影響關(guān)系：由于日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站中缺少較大調(diào)節(jié)性能的龍頭水電站，因此其梯級(jí)間的影響關(guān)系更多表現(xiàn)為一種單向性。通常具有較大調(diào)節(jié)能力龍頭電站的梯級(jí)水電站群，其站間發(fā)電調(diào)度是一種雙向的補(bǔ)償關(guān)系，即利用水電站的庫(kù)容蓄放水來(lái)在一定時(shí)間跨度內(nèi)調(diào)節(jié)出入庫(kù)流量，梯級(jí)各電站均可以利用自身庫(kù)容為上游或者下游電站進(jìn)行水力補(bǔ)償。但是小水電站的調(diào)節(jié)庫(kù)容一般都小，其通過(guò)蓄放水為上下游調(diào)節(jié)水量的時(shí)間范圍相應(yīng)也短，更無(wú)法為上游電站蓄存其出庫(kù)水量，因此其站間的發(fā)電調(diào)度是一種僅從上游影響至下游的單向的同步關(guān)系。

這些特性使得日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站在流域梯級(jí)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方面均與常見(jiàn)的由較大調(diào)節(jié)能力龍頭電站控制的梯級(jí)水電站存在明顯差異，因此在梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度模型構(gòu)建與基本方法方面也需要另外分析。

2 水電站優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素的篩選

日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站具有單向性、同步性、短期性（相對(duì)于中長(zhǎng)期，其模型需考慮的變量數(shù)目更多且具有不定性）的調(diào)度特征，以及在實(shí)際小水電站經(jīng)營(yíng)中，由于管理水平相對(duì)較低等多種問(wèn)題，通常會(huì)導(dǎo)致調(diào)度研究資料缺乏，在此情況下若采用常規(guī)的基于大量數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)與長(zhǎng)系列歷史水文資料的大型水電站聯(lián)合優(yōu)化模型會(huì)過(guò)于冗雜，且受資料約束可能難以獲得最優(yōu)解。水庫(kù)調(diào)度圖是水庫(kù)調(diào)度規(guī)則及優(yōu)化調(diào)度方法的圖形表現(xiàn)形式，也是水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行的重要指導(dǎo)工具［4］，由于其直觀、簡(jiǎn)明的特點(diǎn)而在實(shí)際工作中得到廣泛應(yīng)用。繪制出一幅能表示梯級(jí)系統(tǒng)中各主要影響因子及其之間函數(shù)機(jī)理關(guān)系的調(diào)度圖，可以使日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站的優(yōu)化調(diào)度查算更加迅速、簡(jiǎn)捷，還可以使構(gòu)建的優(yōu)化調(diào)度圖更趨于通用性和復(fù)用性［5，6］。

2.1 多要素梯級(jí)調(diào)度圖的繪制步驟

梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度圖反映梯級(jí)水庫(kù)整體在調(diào)度期內(nèi)各時(shí)段的總出力情況，在繪制方面通常采用梯級(jí)各水庫(kù)分調(diào)度圖的形式表現(xiàn)各水庫(kù)運(yùn)行水位與梯級(jí)時(shí)段總出力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。常規(guī)是以單庫(kù)水庫(kù)調(diào)度圖的調(diào)度線為基礎(chǔ)繪制初始聯(lián)合調(diào)度圖，作為聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度圖的計(jì)算基礎(chǔ)，結(jié)合梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度補(bǔ)償模型確定各出力區(qū)間值及對(duì)應(yīng)的水位范圍，在使用時(shí)根據(jù)梯級(jí)各水庫(kù)當(dāng)前時(shí)段水位查詢各水庫(kù)分調(diào)度圖，確定對(duì)應(yīng)的梯級(jí)整體總出力值，在此基礎(chǔ)上再根據(jù)梯級(jí)電站間的補(bǔ)償調(diào)度關(guān)系對(duì)各水電站進(jìn)行出力的分配，從而完成調(diào)度時(shí)段內(nèi)的梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度計(jì)算。

單庫(kù)水庫(kù)調(diào)度圖與梯級(jí)補(bǔ)償調(diào)度計(jì)算是目前常用梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度圖的繪制基礎(chǔ)，但是考慮到日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站沒(méi)有單庫(kù)水庫(kù)調(diào)度圖且梯級(jí)間為單向性、同步性的聯(lián)系特征，需要采取其他形式來(lái)繪制梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度圖。結(jié)合日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站實(shí)際運(yùn)行中的各項(xiàng)制約條件與影響因數(shù)，通?？梢圆捎没谒膶W(xué)原理的出力水位物理成因分析算法來(lái)繪制多要素梯級(jí)調(diào)度圖作為日調(diào)節(jié)梯級(jí)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法［7，8］。在該方法中，需要綜合考慮水電調(diào)度與水文循環(huán)中多種因素對(duì)梯級(jí)出力的影響，包含的因素較多，且遞推計(jì)算所使用的各因素間的函數(shù)關(guān)系也較為復(fù)雜，需要用幾個(gè)單一圖形組成一個(gè)互有聯(lián)系的組合圖，來(lái)展示較為復(fù)雜的日調(diào)節(jié)梯級(jí)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法。所以在繪制多要素梯級(jí)調(diào)度圖時(shí)，首先要確定計(jì)算的主要輸入與輸出變量，即明確日調(diào)節(jié)梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度圖的繪制本質(zhì)就是梯級(jí)電站出力計(jì)算問(wèn)題，輸出因素應(yīng)為各級(jí)日調(diào)節(jié)水電站的調(diào)度出力值，從水頭水量綜合利用最大出發(fā)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度。然后根據(jù)具體需求確定中間過(guò)程展示的因素類型及個(gè)數(shù)。雖然調(diào)度圖可以表現(xiàn)多個(gè)要素，但是考慮到平面象限數(shù)、應(yīng)用便捷程度等因素，展示的要素一般控制在10個(gè)以內(nèi)。需要綜合考慮上下游電站的庫(kù)容、水位、流量、出力等因數(shù)以及上下游電站的水力、電力聯(lián)系，由此篩選出日調(diào)節(jié)水電站間的水力滯時(shí)、區(qū)間流量、水位、出力等主要影響因素作為多要素梯級(jí)調(diào)度圖的計(jì)算因素。確定展示要素后分析各因素之間的物理機(jī)理聯(lián)系，依據(jù)有物理成因概念的水文要素表達(dá)式，建立各因素與因素之間的映射關(guān)系以及對(duì)象與對(duì)象之間的傳遞關(guān)系，最終根據(jù)逐步遞推獲取輸入量與輸出量的相互關(guān)系，構(gòu)建系統(tǒng)最優(yōu)解的計(jì)算模型并進(jìn)行求解，進(jìn)而完成相應(yīng)計(jì)算［9］。

在上述步驟中，小水電站優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素的篩選既是基礎(chǔ)步驟也是關(guān)鍵步驟，其主要工作是以日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度為核心，在物理成因分析的基礎(chǔ)上，對(duì)水電站優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素進(jìn)行計(jì)算篩選。

2.2 優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素的描述

在水電站機(jī)組出力公式N=KHQ中，K、H、Q三個(gè)因數(shù)，任何一個(gè)因數(shù)增大都會(huì)導(dǎo)致出力N增大，因此，若水電站要達(dá)到增加發(fā)電量的目標(biāo)，就需要從綜合出力系數(shù)K值、水頭H與發(fā)電流量Q三個(gè)因數(shù)出發(fā)。其中，綜合出力系數(shù)K值的理論提升范圍約為10%，而實(shí)際運(yùn)行中能夠?qū)崿F(xiàn)的提高方法目前僅有開(kāi)展廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行這一途徑，取得的收效還不確定，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)一般僅能將綜合出力系數(shù)K值提升1%～2%；這項(xiàng)工作技能難度大，耗時(shí)耗力，但收效甚微，因此鮮有進(jìn)行。發(fā)電流量Q除受機(jī)組出力的影響，還可以通過(guò)水電站調(diào)節(jié)庫(kù)容實(shí)現(xiàn)對(duì)水電站發(fā)電流量Q的控制，即通過(guò)發(fā)電方式重復(fù)蓄放調(diào)節(jié)庫(kù)容水量來(lái)增加發(fā)電流量Q，進(jìn)而增加出力N。水頭H則主要受水電站上下游水位影響。因此，小水電站優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素主要是利用水頭和利用水量?jī)牲c(diǎn)［10］。

水電站若要達(dá)到增加發(fā)電量的優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)，一般是采取提高水頭或者利用水量的辦法，即需要判斷電站優(yōu)化調(diào)度的關(guān)鍵因素是利用水頭還是水量。對(duì)不同調(diào)節(jié)特性或工程特性的水電站，其利用水頭和利用水量的潛力是不同的。

利用水量是指除滿足電網(wǎng)需求和出入庫(kù)水量平衡需求而產(chǎn)生的出力外，利用水電站水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容，采用提前消落水位的方式將調(diào)節(jié)庫(kù)容中的水量以通過(guò)水輪機(jī)組的方式進(jìn)行發(fā)電利用，水量效益較高；但是提前消落水位會(huì)導(dǎo)致此后水電站運(yùn)行水位偏低，運(yùn)行水頭偏小，會(huì)損失一定的水頭效益。利用水頭是指將水電站維持在高水位持續(xù)運(yùn)行，水頭效益較高；但由于調(diào)節(jié)庫(kù)容沒(méi)有足夠空余空間，可能導(dǎo)致汛末或者洪水期末集中大量泄流，出現(xiàn)棄水現(xiàn)在，也會(huì)損失一定的水量效益。這兩者之間存在此消彼長(zhǎng)的制約關(guān)系，在水電站調(diào)度運(yùn)行中需要進(jìn)行協(xié)調(diào)與取舍的判斷［11］。

因此，在進(jìn)行梯級(jí)小水電站優(yōu)化調(diào)度前要結(jié)合流域徑流特性與電站水庫(kù)特性，對(duì)各水電站的優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素是水頭還是水量進(jìn)行具體分析，這是進(jìn)行梯級(jí)小水電站優(yōu)化調(diào)度的重要步驟，不可或缺；而且通過(guò)計(jì)算分析可以確定電站調(diào)度的主控因素，避免走入運(yùn)行調(diào)度的判斷誤區(qū)。

2.3 日調(diào)節(jié)水電站調(diào)度關(guān)鍵因素的篩選

對(duì)日調(diào)節(jié)小水電站調(diào)度關(guān)鍵因素的篩選需要緊抓利用水量與利用水頭兩個(gè)方向，在篩選方法上可以根據(jù)這兩個(gè)方向各自對(duì)應(yīng)的調(diào)度原則進(jìn)行區(qū)分計(jì)算。利用水量的調(diào)度原則一般是通過(guò)提前加大出力后利用較大入流進(jìn)行回蓄，通過(guò)如此反復(fù)充分利用水庫(kù)的調(diào)節(jié)庫(kù)容水量；利用水頭的調(diào)度原則一般是將水電站壩前持續(xù)維持在高水位運(yùn)行，多余入流通過(guò)棄水或其他方式處理。依據(jù)這兩種調(diào)度原則，可以采用多因素微步長(zhǎng)迭代的計(jì)算方法，即在相同水力電力聯(lián)系條件下，分別從小水電站的壩前水位、庫(kù)水位消落深度、時(shí)段平均入庫(kù)流量、發(fā)電持續(xù)時(shí)間四個(gè)因素影響變量的最大提高程度出發(fā)，對(duì)各影響因素的變化范圍按照微步長(zhǎng)進(jìn)行劃分，形成若干步長(zhǎng)因子，并對(duì)各因素的步長(zhǎng)因子進(jìn)行隨機(jī)取一組合進(jìn)行發(fā)電模擬計(jì)算。例如，以庫(kù)水位消落深度為主要控制變量，其微步長(zhǎng)因子即為小水電站庫(kù)水位的不同消落深度極其對(duì)應(yīng)的庫(kù)水位和相應(yīng)庫(kù)容，對(duì)水庫(kù)調(diào)度初始計(jì)算壩前水位、發(fā)電計(jì)算持續(xù)時(shí)間和時(shí)段平均入庫(kù)流量的微步長(zhǎng)因子進(jìn)行隨機(jī)三項(xiàng)組合，作為發(fā)電模擬計(jì)算的輸入條件，計(jì)算該條件下不同庫(kù)水位消落深度對(duì)應(yīng)的水頭發(fā)電效益與水量發(fā)電效益，通過(guò)多次重復(fù)迭代計(jì)算，實(shí)現(xiàn)覆蓋各輸入條件組合情況的水頭與水量發(fā)電效益計(jì)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水頭、水量效益的全面量化對(duì)比與論證，充分考慮各種運(yùn)行情況，通過(guò)詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果來(lái)分析識(shí)別電站優(yōu)化調(diào)度的主控因素［12，13］。

本文以位于云南省金平縣的金水河三級(jí)小水電站為例，金水河發(fā)源于云南省金平縣東南部與越南交界處哀牢山脈延伸部分的松梁子和老白梁子山一帶，為藤條江一級(jí)支流，于金水河村南注入干流藤條江，金水河干流全長(zhǎng)43.6 km，總落差約2 160 m，平均比降27.9‰，水能理論蘊(yùn)藏量較為豐富。金水河三級(jí)小水電站是金水河梯級(jí)電站第三級(jí)電站，其本身為日調(diào)節(jié)水電站，正常高水位為585 m，死水位為94 m，調(diào)節(jié)庫(kù)容為4 239 000 m3，共布置了2 臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，該水電站以發(fā)電為主，但由于工程特性約束其調(diào)節(jié)性能較弱。通過(guò)分析金水河三級(jí)小水電站的工程特性與歷史運(yùn)行資料，對(duì)不同壩上水位、消落深度、入庫(kù)流量與持續(xù)時(shí)間進(jìn)行組合計(jì)算，其部分水頭水量效益對(duì)比結(jié)果表如表1和表2所示。

表1 金水河三級(jí)水電站水頭水量效益對(duì)比表（壩前水位Z=585.00 m，發(fā)電持續(xù)時(shí)間t=10 h）Tab.1 （water level Z=585.00 m，length t=10 h）

表2 金水河三級(jí)水電站水頭水量效益對(duì)比表（壩前水位Z=585.00 m，發(fā)電持續(xù)時(shí)間t=20 h）Tab.2 （water level Z=585.00 m，length t=20 h）

這兩張金水河三級(jí)水電站水頭水量效益對(duì)比計(jì)算表中的數(shù)值為當(dāng)前水電站在給定的初始調(diào)度壩前水位、發(fā)電持續(xù)時(shí)間與入庫(kù)流量條件下，在持續(xù)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，根據(jù)不同的庫(kù)水位消落深度極其對(duì)應(yīng)的水位值與庫(kù)容值計(jì)算出的利用水頭產(chǎn)生的電量與利用水量所產(chǎn)生電量的兩者差值，即持續(xù)維持在該消落深度對(duì)應(yīng)水位進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生的電量與通過(guò)對(duì)消落水位與正常高水位之間可調(diào)庫(kù)容水量的重復(fù)發(fā)電蓄放水利用產(chǎn)生的電量，這兩者進(jìn)行求差對(duì)比。在使用時(shí)主要通過(guò)表格中計(jì)算結(jié)果的正負(fù)值來(lái)判斷該格對(duì)應(yīng)的計(jì)算條件下哪種計(jì)算方式產(chǎn)生的發(fā)電效益更大。數(shù)值為正時(shí)說(shuō)明利用水頭產(chǎn)生的電量大于利用水量所產(chǎn)生的電量，在該種輸入組合條件下應(yīng)該優(yōu)先利用水頭；數(shù)值為負(fù)時(shí)則說(shuō)明利用水頭產(chǎn)生的電量小于利用水量所產(chǎn)生的電量，在該種輸入組合條件下應(yīng)該優(yōu)先利用水量［14］。

通過(guò)水頭水量效益對(duì)比表計(jì)算了金水河三級(jí)水電站在初始調(diào)度壩上水位取不同數(shù)值時(shí)，各種入庫(kù)流量情況下，水頭水量效益差值隨運(yùn)行消落深度的數(shù)值變化。這兩張表僅為部分計(jì)算結(jié)果展示，通過(guò)對(duì)壩前水位、持續(xù)時(shí)間、消落深度與入庫(kù)流量四項(xiàng)的分別調(diào)整與組合，會(huì)有多張水頭水量效益對(duì)比計(jì)算表，需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一分析。通過(guò)對(duì)所有不同水位、消落深度、入庫(kù)流量與持續(xù)時(shí)間組合的計(jì)算結(jié)果分析可以確定出金水河三級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度的關(guān)鍵因素是利用水頭，其優(yōu)化調(diào)度適宜采用提高運(yùn)行水位的方法，即將水電站維持在高水位處持續(xù)運(yùn)行，這也為后續(xù)梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度圖的計(jì)算確定了重要的計(jì)算路線方向。

3 結(jié) 語(yǔ)

水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度作為水電行業(yè)熱門(mén)的研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外對(duì)此的研究常有進(jìn)行，但是研究對(duì)象多為年或多年調(diào)節(jié)水電站，實(shí)際上，對(duì)于總數(shù)量上處于大比重的日調(diào)節(jié)水電站，尤其是處于梯級(jí)開(kāi)發(fā)中的日調(diào)節(jié)水電站，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的潛力是很大的。日調(diào)節(jié)梯級(jí)小水電站的優(yōu)化調(diào)度計(jì)算本質(zhì)為梯級(jí)發(fā)電能力的提高，考慮到小水電站單向性、同步性、短期性的調(diào)度特征與調(diào)度條件現(xiàn)狀，其優(yōu)化調(diào)度更需要著眼于影響小水電站發(fā)電調(diào)度的各項(xiàng)影響因素分析。而利用水頭與利用水量作為小水電站的兩種發(fā)電調(diào)度方式，對(duì)應(yīng)的影響因素也不盡相同，且這兩者之間存在此消彼長(zhǎng)的制約關(guān)系，在水電站調(diào)度運(yùn)行中需要進(jìn)行協(xié)調(diào)與取舍的判斷。因此，在進(jìn)行水電站優(yōu)化調(diào)度前需要對(duì)水電站的優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵因素是水頭還是水量進(jìn)行具體分析，這是進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的重要步驟之一。通過(guò)文章提出的多因素微步長(zhǎng)迭代計(jì)算方法，可以實(shí)現(xiàn)覆蓋各調(diào)度條件組合情況的小水電水頭與水量發(fā)電效益計(jì)算，進(jìn)而利用對(duì)比分析可以確定小水電站調(diào)度的主控因素，避免走入梯級(jí)小水電優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度的判斷誤區(qū)。其計(jì)算結(jié)果也可單獨(dú)作為小水電站的調(diào)度指導(dǎo)，計(jì)算確認(rèn)的小水電站的關(guān)鍵因素可以為人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)度提供有效的調(diào)度支撐，該篩選計(jì)算方法可以應(yīng)用推廣于各日調(diào)節(jié)水電站的計(jì)算研究?！?/p>