CN106874657B - 一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，步骤一：根据水文气象信息确定汛期第一级梯级水库区间来水量；步骤二：确定各级梯级水库库容上限；步骤三：计算各级梯级水库末期容量；步骤四：计算梯级水库总发电量。在梯级水库中，具有一定调节能力的水库，在不同时期不同水位下具有不同的调节库容，调蓄洪水的能力也不同。以梯级中具有一定调节性能的水库典型洪水作为输入，结合水库调度图中不同时期的不同水位作为起调水位，以梯级优化为目标建立模型进行调节演算，计算梯级发电量，且具有一定调节性能的水库期末水位不超防洪限制水位或正常高水位，为梯级水库的调度运行提供了更多的选择，为优化调度提供了策略支撑。

Description

一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法
技术领域
本发明涉及一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，属于水库调度技术领域。
背景技术
水电作为一种清洁的可再生能源，对中国电力能源格局有着显著的影响。梯级水库之间存在一定的水力联系和库容补偿作用，在汛期运行调度过程中，单纯提高或降低某一水库的运行水位，未必能提高梯级水库的洪水资源利用率；为了充分发挥北盘江光照、三岔河引子渡及芙蓉江清溪三级梯形水库的调节作用，通过水力、水量联系在梯级之间进行相互转移，特别是汛期合理利用洪水资源，着重把握好效益与安全的平衡，因此，针对汛期常遇洪水下的梯级水库水位控制，有必要提出一种可以抽象概化的水位控制方法，以抵御常遇洪水且不降低设防标准为前提增加水库综合兴利效益，为具有紧密水力联系的梯级水库群协调优化调度提供更加全面的支撑。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，包括如下步骤：
步骤一：根据水文气象信息确定汛期第一级梯级水库区间来水量；
步骤二：确定各级梯级水库库容上限；
步骤三：计算各级梯级水库末期容量；
步骤四：计算梯级水库总发电量。
作为优选方案，所述梯级水库数量i设置为3个。
作为优选方案，所述第一级梯级水库区间来水量计算公式如下，其中N为遇到洪水总年数，α为遇到特大洪水年数，n为遇到一般洪水年数，Qmax为特大洪水每年洪峰流量，Qcom为一般洪水每年洪峰流量，
作为优选方案，所述各级梯级水库库容上限为i＝1,2,3。
作为优选方案，计算三级梯级水库末期水位步骤如下，Vc(i)为第i库的初始库容，Vm(i)为第i库的末期库容，q(i)为第i库的区间来水，d(i)为第i库的放水流量，为第i库的库容上限，i＝1,2,3，设面临洪水时段梯级水库的初始库容向量为C＝(Vc(1),Vc(2),Vc(3))，区间来水向量为Q＝(q(1),q(2),q(3))为输入变量；求面临洪水时段末期库容为VM＝(VM(1),VM(2),VM(3))为输出变量；
(1)、对于第一级水库区间来水为q(1)，库中已有的初始存水为Vc(1)，故第一级水库的可用水量为q(1)+Vc(1),将所有可用水量尽可能存入库中，则可按如下方式确定末期库容VM(1):
a:若水库可容纳来水，即则将区间来水全部存入水库中，所以末期库容为VM(1)＝q(1)+Vc(1),d(1)＝0；
b:若水库不能完全容纳来水，即则让水库蓄满，并通过发电输出多余水量，所以末期库容等于库容上界，即
综上所述，第一级水库的末期库容为
(2)、第二级水库的输入水量由第一级水库的放水流量d(1)和区间来水q(2)组成，而初始库容为Vc(2)；
a:若第二级水库可容纳来水，则将来水全部存入水库中；VM(2)＝d(1)+q(2)+Vc(2)，d(2)＝0；
b:否则让第二级水库蓄满，并通过发电输出多余水量；
综上所述，第二级水库的末期库容为 而放水为
(3)、第三级水库的输入水量由第二级水库的放水流量d(2)和区间来水q(3)组成，而初始库容为Vc(3)；
a:若第三级水库可容纳来水，则将来水全部存入水库中；VM(3)＝d(2)+q(3)+Vc(3)，d(3)＝0；
b:否则让第三级水库蓄满，并通过发电输出多余水量
综上所述，第三级水库的末期库容为 放水为
作为优选方案，所述梯级水库总发电量W公式如下，η为水轮发电机的效率系数,H为水头,d(i)为第i库的放水流量，
有益效果：本发明提供的一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，通过分析北盘江、三岔河及芙蓉江流域水文气象特征、梯级水库调蓄能力、洪水组成及遭遇规律、洪水预报水平、水库消纳能力，以既有水库调度经验为指导，应用常遇洪水进行调洪演算。研究汛期不同水位控制下光照、引子渡及清溪水库可抵御的常遇洪水量级，筛选提出水位控制范围，利用投运以来实际发生的洪水资料进行安全校核，论证控制水位的合理性。
具体实施方式
所述第一级梯级水库区间来水量计算公式如下，其中N为遇到洪水总年数，α为遇到特大洪水年数，n为遇到一般洪水年数，Qmax为特大洪水每年洪峰流量，Qcom为一般洪水每年洪峰流量，
所述各级梯级水库库容上限为i＝1,2,3。
计算三级梯级水库末期水位步骤如下，Vc(i)为第i库的初始库容，Vm(i)为第i库的末期库容，q(i)为第i库的区间来水，d(i)为第i库的放水流量，为第i库的库容上限，i＝1,2,3，设面临洪水时段梯级水库的初始库容向量为C＝(Vc(1),Vc(2),Vc(3))，区间来水向量为Q＝(q(1),q(2),q(3))为输入变量；求面临洪水时段末期库容为VM＝(VM(1),VM(2),VM(3))为输出变量；
(1)、对于第一级水库区间来水为q(1)，库中已有的初始存水为Vc(1)，故第一级水库的可用水量为q(1)+Vc(1),将所有可用水量尽可能存入库中，则可按如下方式确定末期库容VM(1):
a:若水库可容纳来水，即则将区间来水全部存入水库中，所以末期库容为VM(1)＝q(1)+Vc(1),d(1)＝0；
b:若水库不能完全容纳来水，即则让水库蓄满，并通过发电输出多余水量，所以末期库容等于库容上界，即
综上所述，第一级水库的末期库容为
(2)、第二级水库的输入水量由第一级水库的放水流量d(1)和区间来水q(2)组成，而初始库容为Vc(2)；
a:若第二级水库可容纳来水，则将来水全部存入水库中；VM(2)＝d(1)+q(2)+Vc(2)，d(2)＝0；
b:否则让第二级水库蓄满，并通过发电输出多余水量；
综上所述，第二级水库的末期库容为 而放水为
(3)、第三级水库的输入水量由第二级水库的放水流量d(2)和区间来水q(3)组成，而初始库容为Vc(3)；
a:若第三级水库可容纳来水，则将来水全部存入水库中；VM(3)＝d(2)+q(3)+Vc(3)，d(3)＝0；
b:否则让第三级水库蓄满，并通过发电输出多余水量
综上所述，第三级水库的末期库容为 放水为
所述梯级水库总发电量W公式如下，η为水轮发电机的效率系数,H为水头,d(i)为第i库的放水流量，
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：根据水文气象信息确定汛期第一级梯级水库区间来水量；
步骤二：确定各级梯级水库库容上限；
步骤三：计算各级梯级水库末期容量；
步骤四：计算梯级水库总发电量；
所述梯级水库数量i设置为3个；
所述第一级梯级水库区间来水量计算公式如下，其中N为遇到洪水总年数，α为遇到特大洪水年数，n为遇到一般洪水年数，Qmax为特大洪水每年洪峰流量，Qcom为一般洪水每年洪峰流量，
2.根据权利要求1所述的一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，其特征在于：所述各级梯级水库库容上限为
3.根据权利要求2所述的一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，其特征在于：计算三级梯级水库末期水位步骤如下，Vc(i)为第i库的初始库容，Vm(i)为第i库的末期库容，q(i)为第i库的区间来水，d(i)为第i库的放水流量，为第i库的库容上限，i＝1,2,3，设面临洪水时段梯级水库的初始库容向量为C＝(Vc(1),Vc(2),Vc(3))，区间来水向量为Q＝(q(1),q(2),q(3))为输入变量；求面临洪水时段末期库容为VM＝(VM(1),VM(2),VM(3))为输出变量；
对于第一级水库区间来水为q(1)，库中已有的初始存水为Vc(1)，故第一级水库的可用水量为q(1)+Vc(1),将所有可用水量尽可能存入库中，则可按如下方式确定末期库容VM(1):
a:若水库可容纳来水，即则将区间来水全部存入水库中，所以末期库容为VM(1)＝q(1)+Vc(1),d(1)＝0；
b:若水库不能完全容纳来水，即则让水库蓄满，并通过发电输出多余水量，所以末期库容等于库容上界，即
综上所述，第一级水库的末期库容为
第二级水库的输入水量由第一级水库的放水流量d(1)和区间来水q(2)组成，而初始库容为Vc(2)；
a:若第二级水库可容纳来水，则将来水全部存入水库中；VM(2)＝d(1)+q(2)+Vc(2)，d(2)＝0；
b:否则让第二级水库蓄满，并通过发电输出多余水量；
综上所述，第二级水库的末期库容为 而放水为
第三级水库的输入水量由第二级水库的放水流量d(2)和区间来水q(3)组成，而初始库容为Vc(3)；
a:若第三级水库可容纳来水，则将来水全部存入水库中；VM(3)＝d(2)+q(3)+Vc(3)，d(3)＝0；
b:否则让第三级水库蓄满，并通过发电输出多余水量 ，
综上所述，第三级水库的末期库容为 放水为
4.根据权利要求3所述的一种汛期常遇洪水下的水库水位控制方法，其特征在于：所述梯级水库总发电量W公式如下，η为水轮发电机的效率系数,H为水头,d(i)为第i库的放水流量，
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