山区小水电站群汛期水库优化调度探讨

（福建省清流县优恩电力有限责任公司三明市365300）

山区小水电站群汛期水库优化调度探讨

余新福

（福建省清流县优恩电力有限责任公司三明市365300）

在汛期如何控制好小水库的水位，做到既满足防汛、又不浪费发电水头，实现科学、合理的水库优化调度。要实现这一目的，应当充分考虑各电站的水文、气象因素，机组效率，龙头电站的水库工程特性等。文章通过实例对此进行了分析。

山区小水电站水库优化调度探讨

山区河流具有暴涨暴落的特点，往往是洪水来得猛、退得快，小水电的发电引用流量往往很小，目前中、长期气象预报的精度又无法满足小水电做到提前腾库的要求。在汛期如何控制好这些小水库的水位，做到既满足防汛、又不浪费发电水头，实现科学、合理的水库优化调度。要实现这一目的，应当充分考虑各电站的水文、气象因素，机组效率，龙头电站的水库工程特性等。

1 问题的提出

小水电为避免发电水头的损失，一般都将水库水位控制在高水位运行，这在枯水期是不容置疑的，可在丰水期，这一做法首先在防汛上显得很不合理，认真探讨其实对发电也不科学。防汛水位可经调洪演算能够解决，可如何做到防汛、发电两不误一直是小水电尤其是小水电站群比较棘手的问题。

2 解决问题的思路

能否找到一个合理的控制水位，既能满足防汛又可充分提高水能利用率？这就是矛盾的所在。水位控制在多少？在什么时候控制？这就是问题的关键。要解决这些问题必需要有大量的实际水文资料，结合小水电站群特别是龙头电站的水库工程特性，求得合理的控制水位。

（1）统计分析洪水资料。对历年、历次洪水资料进行整理、分析。将每次洪水总量及水库泄洪起、止时间列表统计。对每次洪水总量按大、小顺序进行排列，将出现次数最多的数值做为腾库的库容，用正常蓄水位减去腾库库容再根据水位～库容关系曲线选择相对应的腾库水位G腾。这样既能满足防汛的要求，又能保证洪水过后将水库水位回蓄至正常库容。同时将历次水库泄洪间隔时间按5、10、15、20、25、30天及以上进行分类统计。

（2）进行合理性分析。山区小河流洪水过后，流量都会剧减，为保证发电水头，往往将水库水位控制得较高。此时，应进行一次综合分析、比较，假设将水库水位控制在前面选择的腾库水位G腾，这样在相同的发电用水量下，不可避免地造成龙头电站的电量损失，且持续的时间越长，损失就越大。通过对小水电站群龙头水库水位、库容、历年进库流量、机组出力以及机组效率等进行统计分析、综合比较。

以福建省清流县长潭河梯级电站为例。长潭河梯级电站为三级电站，龙头电站竹青背发电厂装机容量为2×2500kW，坝址以上流域面积498km2，设计水头25m，发电引用流量24m3/s，水库总库容870万m3，其中死库容300万m3，调节库容570万m3。正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位均为393.0m，死水位为379m。二级站鱼龙岗发电厂为引水式电站，水头60m，发电引用流量20m3/s，电站装机3×2000kW+1×4000kW。三级站关公凹电站，设计水头25m，发电引用流量85m3/s电站装机2× 8000kW（该电站建在两条河流交接处下游）。

表1、表2和表3是对该小水电群进行效益分析对比表。

表1 竹青背水位、库容、流量、出力关系表

表2 发电流量为10m3/s时不同控制水位下的出力损失与挖库效益表

表3 发电流量为5m3/s时不同控制水位下的出力损失与挖库效益表

上表中竹青背损失电量是将各控制水位与防洪汛限水位（390.0m）相对比的发电损失。竹青背挖库效益计算是将可挖库容按两台机级发电流量都为8 m3/s时在控制水位下的发电量，则鱼龙岗发电厂挖库效益负荷为8000kW时的发电量，关公凹效益取竹青背所挖库容水量在本厂进行库容调节后所发电量。

从表中可以看出，如果为了控制水库水位，取发电引用流量为进库流量时，在进库流量越小的情况下，低水头运行所带来的出力损失也越少，而挖库所带来的效益则越大。

通过对竹青背水库1997～2015年的进库流量及泄洪情况进行统计分析，19年内共泄洪266次，发生在4～9月份为218次、占81.95%，其余48次、占18.05%，相邻两次泄洪时间间隔在15天内的有188次、占70.7%，其余78次、占29.3%，洪水总量200万m3以下者38次，占14.3%，（200万m3～300万m3）32次占12%，（300万m3～400万m3）141次，占53%，300万m3以上55次，占20.7%。

从以上数据可以看出竹青背电站多年、历次的洪水总量在300万m3以上的次数居多，且大多出现在4～9月，连续两次洪水的间隔时间也大多在15天左右。所以可将竹青背电站的丰水期水位控制在385.0m（即由正常蓄水位相应库容870万m3减去腾库库容350万m3得到的相应水位）。这样既取得了防洪的主动，又可保证洪水过后水库水位能回蓄至正常蓄水位。同时经效益比较分析也是可行的。

3 结语

通过以上举例可以将小水电站群的水库优化调度方案具体步骤大致总结如下：

（1）统计、分析小水电站群龙头电站的实测水文资料及水库的来水、用水、弃水情况；

（2）根据龙头电站的水库工程特性选择合理的腾库库容；

（3）进行综合效益比较；

（4）确定方案的具体实施。

2017-03-16）

余新福（1976-），男，福建清流人，大学本科，工程师，研究方向：水利工程管理及水库调度。