[科普中国]-中型水电站

中型水电站对水电站水库群与地下水资源系统联合运行多目标管理问题进行研究，建立起联合运行多目标管理模型，并提出一种求解大规模多目标决策问题的模糊带权目标协调法。实例计算与分析论证表明，所建立的模型和提出的方法具有实用性和通用性。

供电范围合理确定设计电站的供电范围，对论证电站装机规模有重要作用。县电网装机发展到几万kW级，地(州)电网发展到十几万kW至几十万kW级，省网已发展到数百万kW乃至千万kW级。按现行电站划分标准，容量5-30万kW属于中型电站。由于我省中型水电站容量多数小于20万kW，通常只能满足当地用电需求，供电范围一般可定为就近的地方电网，例如县电网、地(州)电网以及地区电网等，不必考虑省网。设计电站的供电范围可根据电站容量占供电电网总容量的比重确定，当比重太大时，例如超过30%或装机容量长期发挥不了作用时，则应当扩大供电范围或考虑部分电力、电量外送；比重太小时，例如小于5%，则应缩小供电范围，使设计电站在电网中得到合理的定位。

多数中型电站的前期工作，常常由县政府或行署(州政府)有关职能部门出面操办的，电站供电范围常常难以逾越行政界限。此外由集团、企业或私人搞的水电站，供电范围也可按业主意见确定，设计单位可提出合理的意见1。

负荷水平和负荷参数现行水电站动能设计方法，电站装机的必需容量与某一水平年的负荷密切相关。因此负荷水平和负荷参数是装机容量论证的重要依据。

《动能规范》规定电站设计水平年为电站第一台机组投入运行后5-10年，设计水平年至少比做设计时滞后10-15年。要预测10-15年以后的负荷水平并非易事。在计划经济年代还有本本可循，现在进入市场经济，经济受到市场调节，起伏波动和商业周期是很难避免的，不管用什么方法推算远景用电负荷，很难与实际相符。

负荷参数，包括年、日负荷曲线，与用户构成有关，10-15年后的用户构成较之负荷水平更难确定。因此负荷参数的拟定更具有经验性和随意性。

按现行设计方法，动能设计不可没有负荷及负荷参数，但我们不可把它们作为装机论证的唯一依据。装机还应从其它角度和方面进行分析论证，尤其要把电站能量和质量特性作为确定装机最基本的依据2。

库容曲线近年来出现不同设计阶段水电站库容大幅度变化的情况，有的甚至影响装机规模。产生这种现象的原因是前后用了不同的测量方法和不同比例尺的地形图。

具有年、季调节的水电站，预可阶段常因设计周期太短，来不及实测水库地形图，以现有的1:5万或1:1万的航测图量算库容。有时也用1:5万航片成的1:1万的航测图。可研阶段按规范要求水库地形图应采用1:1万或1:5千的实测图。由于测量方法和比例尺不同，两个阶段的库容必然存在差异。

不同地形图量算的库容之间的关系通过若干个案例的初步分析，得出不同地形图量算的库容之间有如下关系：

(1)较小比例尺地形图量算的库容大于较大比例尺地形图量算的库容；

(2)比例尺相同时，航测图的量算的库容大于实测图量算的库容；

(3)相同高程，较小比例尺地形图量算的库容与较大比例尺地形图量算的库容之比值(一般大于1)，随高程增高而呈递减变化。

以上三点个别情况或某个高程也可能出现相反情况。

不同地形图影响库容的原因(1)不同比例尺地形图等高线允许误差不同。按测量规范航测和实测1:1万地形图，等高线允许误差为(0.6-1)个等高距；1:5万航测图等高线允许误差为1个等高距。现行1:5万航测图等高距为10m或20m，1:1地形图等高距为5m。以1:5万航测图为例，过河等高线允许误差为1个等高距，即10m或20m，按过河等高线相差+10m计，则每层库容都是按比原来水位高10m计算的，则累计库容差值常常是很显著的。

(2)航片摄影时间不同，河流水面高程也不同，例如大江河汛期水位可能高出枯水期水位几m、十几m至几十m。汛期拍摄的航片成的航测图，某一点河流水位可能比枯期水位高出一个数量级。由于同一点高程不同，其回水长度也不同，该层回水面积和库容就不同，累计库容也就不同。

(3)用1: 5万航片成的1: 1万航测图，若调绘点不足，其精度仍为1: 5万航测图精度。

(4)有些地形图缺乏水下地形，当水下容积比重较大时，也是影响库容大小的原因之一。支流不发育的河流，用无水下地形的地形图量算的库容常常小于用剖面法计算的库容，就是这个原因。

建议为了消除和减轻库容误差对具有年、季调节性能电站参数论证的影响，提出如下建议：

(1)最好一步到位采用1:1万或1:5千实测地形图量算库容。

(2)使用航测图量算库容前应作修正：采用1:5万航测图时库容修正系数可取为0.75-0. 9；采用1:1万航测图库容修正系数可取为0.85-0.95。

(3)当库区无较大支流时，也可采用剖面法计算的库容成果。

(4)设计电站也可参考上下游用不同比例尺或不同测量方法的水库地形图量算的库容对比资料，确定设计电站库容修正系数。

(5)当河流水下容积占总库容比重较大时，应测水下地形2。

径流调节进行设计的中型电源大多具有年、季调节。通流调节首先要研究调节程序，也就是计算方法。采用优化运行的径流调节计算程序有两个问题：一是计算中优化调节的前提条件与电站投入后的具体情况能否相符；另一为按优化调节（通常取历时保证率）成果，选择代表年时可能出现插花破坏的月份使代表年电力平衡出现不合理现象。为避免这种情况发生，有时不得不超规范提高设计保证率。

首先优化调节是一个运行问题，不是水电站动能设计的任务。水电站动能设计的主要任务是确定电站参数，尤其是主参数——正常蓄水位和装机容量。鉴于种种的不可预见和不确定因素，动能设计确定参数首先应当可靠、可信，并留有适当余地。挖掘运行中潜力不是动能设计的任务。

其次水电站在电网中运行要服从电网统一调度，因此首先要研究电网的优化运行。电网优化运行调度是“生产模型”的研究课题。离开电网的具体条件，研究水电站或水电群的优化调节，其预期效果能否实现，是值得商榷的。既然如此，为什么要把水电站主参数的论证放在这个有争议的基础上呢?

为此建议具有年、季调节的中型水电站，应按常规方法进行径流调节计算：水库按每年汛末蓄满和枯末放空进行操作；枯期出力按尽量拉平计算，进行排队计算保证率;由于采用年保证率，建议设计保证率可适当降低，例如采用90%左右3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学