第二節 水利水電工程優化調度

水利水電工程調度的基本任務是：科學經濟地治理、調配、利用和保護水資源，調節地表水和地下水的水位、流量、水深，適時適量地輸送水量，按標準保護水質，以滿足國民經濟各部門和社會對水利水電工程的要求；保護水利工程建筑物及設備的完好與安全，使之能正常持久地發揮作用，防止發生或減少事故和災害；保持水域環境蓄水、過水、排水的能力及正常使用的條件；不斷進行技術改造，以適應水利管理事業發展和科學技術進步的要求。

一、水利水電工程優化調度基本原則與主要工作內容

水利水電工程優化調度應遵循的基本原則是：在首先保證工程安全的前提下，根據規劃設計的合理開發利用目標及主次關系，考慮各種水利工程措施與非工程措施的最優配合運用，統一調度，充分發揮水利水電工程的除害興利作用，使獲得的國民經濟效益盡可能最大；當遇到工程設計標準以上的特大或特枯水情時，要本著局部服從全局的原則，興利服從防洪，經濟性服從可靠性，使災害損失或正常運行的破壞損失盡可能最小［4］。

水利水電工程運行調度的主要工作內容包括：制訂和編制水資源系統最優的運行調度方案、方式和計劃；按照所編制的方案、方式和計劃，根據面臨的實際情況，進行實時調度和操作控制，盡可能實現水資源共享系統的最優運行調度；做好水資源系統運行調度實際資料的記錄、整理和分析總結；開展與運行調度有關的其他各項工作，如收集工程、設備及水利樞紐上、下游特征等基本資料，組織有關建筑物和設備的運行特性試驗，開展水文氣象預報，建立和健全本系統及其組成單元的運行調度規程及各項管理工作的規章制度，開展有關的科學試驗研究和技術革新等。

二、水電站水庫的運行調度

由于水電站水庫在水利水電工程中占有舉足輕重的地位，對其運行方式的研究構成了水資源系統運行調度的主體。一般將水電站水庫的運行調度在時空域內劃分為三個子問題，即水電站廠內經濟運行、水（火）電站短期經濟運行及長期經濟運行（或水庫調度）。

1.水電站廠內經濟運行

水電站廠內經濟運行主要是研究出力、流量和水頭平衡，機組的動力特性和動力指標，機組間負荷的合理分配，最優運轉機組臺數和機組的啟動、停用計劃，機組的合理調節程序和電能生產的質量控制及用計算機實現經濟運行實時控制等。

2.水（火）電站短期經濟運行

主要研究和解決電力系統在短期（日、周）內的電力電量平衡，各水電站間、水火電站間負荷的合理分配，電網潮流和調頻調壓方式，備用容量的確定和接入方式，水電站水庫日調節時上下游不穩定流對運行方式的影響，水資源綜合利用和水電站運行方式之間的相互影響等。

3.水電站長期經濟運行（或水庫調度）

長期運行方式通常是指較長時間（季、多年等）的運行方式，以水電站水庫調度為中心，包括電力系統的長期電力電量平衡、設備檢修計劃安排、備用方式的確定、徑流預報及分析、水庫洪水調度和水庫群優化調度等。

水電站廠內經濟運行、短期經濟運行與長期經濟運行之間有著十分密切的聯系，如圖1-1所示。

當從理論角度來研究和分析水電站經濟運行方案時，應首先解決廠內經濟運行方式問題，在此基礎上研究短期最優運行方式，進而研究和解決長期最優運行方式。在研究短期運行方式時，視一個電站為一個單元，認為廠內各動力設備的運行是按最優方式進行的，水電站的動力特性是在廠內經濟運行的基礎上做出的。在研究長期經濟運行方式時，則認為廠內和短期都是按經濟運行方式進行的，所具有的動力特性曲線叫做平均特性，它是在廠內和短期最優運行方式的基礎上繪制而成的。

圖1-1 電力系統中水電站、火電站經濟運行方式的研制與實施關系結構圖

然而，在實際實施調度時，則與運行方案研制過程相反，一般先考慮水文和負荷的長期預報，按長期最優運行方案制訂出長期最優運行方式和計劃，得到即將面臨的短期（日、周、旬、月）的運行決策量（時段電量或平均出力、供水量或平均供水流量），再由此決策量制定短期最優運行方式和計劃，得出更短時段（日、小時）及瞬時決策量，最后據此決策量制定廠內機組的運行方式并進行實時操作控制。

應當指出，短期最優運行方式的制定，對具有短期（日、周）調節性能以上水庫的水電站都有現實意義，長期最優運行方式的制定對具有長期（季、年、多年）調節性能水庫的水電站才更為必要。此外，當水庫有防洪任務時，汛期應根據水庫調蓄情況進行具體防洪調度。

為了充分發揮水電站及其水庫的作用，最大限度地利用水能及水資源，獲得盡可能大的綜合運行效益，應當全面開展水電站長期、短期及廠內經濟運行。若條件不具備時，可先單獨開展其中一項，也能獲得較明顯的經濟效益。