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水电能源优化运行 第一章 水电能源优化运行概述 §1 我国水能资源和水电建设 水能资源是指以位能、压力能及动能等形式存在于水体中的能量，也称水力资源。 我国水能资源极为丰富，居世界之首。 我国分水系水能可开发量表 我国水电建设 我国水电建设取得了举世瞩目的成就 开发利用水平还不够 水、火电比例在下降 我国目前电力建设原则 §2 水电及运行的特点 一、水库的作用 就发电来说，水库的主要作用是： 汇集水能（集中落差形成水头，抬高水头）。 调节径流，储蓄水能。 二、水能、水电站运行的特点 1. 水能的可再生性 2. 清洁性 3. 可调节性 4. 来水的随机性 三、水库综合利用要求 1. 防洪 2. 航运 3. 灌溉 4. 给水（工业生产、城乡生活用水） §3 水电站优化运行任务、内容 任务：利用水电站工程、技术设施，对其进行合理调度，兴利除害。 原则：在确保工程和系统安全的前提下，使获得的效益尽可能大。 内容：编制调度方案，指导水电站运行。 分类：时间上分长期、短期、实时，范围中分厂内和厂间。 水电站优化运行方式 实现水电站优化运行的手段 水情信息系统 遥测站采集雨量、水位数据，中继站传输信息，中心站接受信息，并进行预处理和分类管理 发电调度决策系统 根据采集的水情信息，制定发电计划。 §4 水电站优化运行模型 一、优化准则 衡量调度方案好坏的标准，一般有国民经济效益最大、费用最小、发电量最大、用水量最小、火电燃料耗量最小等。 二、约束条件 调度方案必须满足的各种限制条件，如上下游水位限制、出力限制、流量限制等。 方法 解析方法 数值方法： 线性规划 非线性规划 动态规划 大系统分解协调 遗传算法 新问题 分时电价 抽水蓄能 电力市场（竞价上网） 水电站优化运行效益分析 据大量研究报道，效益一般在3%~8% 对大型电站，效益绝对值相当可观。 考虑电价差异，效益会更大。 隔河岩电站(120万,30亿) 隔河岩电站泄洪 隔河岩电站厂房 隔河岩机组转子吊装 高坝洲电站(25.2万,9亿) 三峡水利枢纽(装机1820万kW,年电量840亿) 金沙江溪洛渡水电站(1260万,680亿) 课程内容安排 1. 厂内优化运行 2. 短期优化调度 3. 预报模型与方法 4. 明渠不稳定流 5. 长期径流描述 6. 水库长期优化调度 7. 抽水蓄能与电力市场 参考书籍 水电站经济运行(李钰心编) 水电能源学(虞锦江编) 水能利用 运筹学、数学规划 水电能优化管理(张勇传编著) 水电系统最优控制(张勇传编著) 系统辩识及其在水电能源中的应用 * 9.9 1905 4194 西北 67.8 13050 23234 西南 15.5 2974 6743 中南 3.6 688 1790 华东 2.0 384 1199 东北 1.2 232 692 华北 100 19233 37853 全国 比重 (%) 年发电量(亿kW·h) 容量 (万kW) 地区 机组特性 研究分析 厂内优化运行 电站特性 短期优化运行 平均特性 长期优化运行 制定实施 短期用水量 日负荷图 长江中上游水利枢纽 总装机容量7952万kW 年发电量2980亿kWh * * * * *