“产研结合”在流域梯级调度中的探索应用

张阳 黄趾东 华小军

摘 要：随着“双碳”目标提出，电力市场改革持续推进，长江干流梯级水库调度逐步进入精细化时代，长江电力三峡梯调坚持创新驱动发展，积极向“生产研究型”单位转型，对“产研结合”模式在长江干流梯级水库优化调度中的应用进行了深入探索，并取得了初步应用成果。

关键词：产研结合；梯级调度；企业转型

中图法分类号：C931.2                                       文献标志码：A

随着长江经济带高质量发展深入推进、电力市场化改革进入深水区，新一轮科技革命和产业变革加速演进，加之大数据、人工智能等新技术在梯级水库调度中的应用不断深入，对梯级水库综合效益和水电企业发电效益产生了较大影响。

近年来，随着乌东德、白鹤滩两座巨型电站逐步投产发电，长江干流梯级水库群“六库联调”新格局基本形成，给流域梯级调度管理带来了新挑战。

长江电力股份有限公司下属三峡梯级调度中心（简称“三峡梯调”）作为葛洲坝、三峡、向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德梯级六库的生产调度单位，响应国家科技创新战略部署，坚持创新驱动发展，创新性提出“生产型”向“生产研究型”单位转型，积极推动“产研结合”模式[1]在梯级调度中的应用实践，从无到有建设了省级重点实验室科创平台，打通了产研一体化的业务链条，显著增强了梯级联合调度[2]核心能力和水资源利用研究核心能力。

1 基本内涵

三峡梯调“产研结合”是以核心能力、科研水平、成果应用为驱动，以组织机构、人才队伍、机制变革为保障的模式。即聚焦生产一线、聚焦行业难题、聚焦核心能力建设，建立满足大水电联合优化调度[3]的科研体系，汇聚一批国内顶尖的研发团队，聚力攻克梯级联合调度、水资源综合利用、水旱灾害防御、智慧流域等领域的重点问题和关键技术，以满足“六库联调”新格局和长江经济带绿色高质量发展战略的需求。

2 主要做法

2.1 完善体制机制，支撑“生产研究型”单位高质量转型

（1）落实组织保障，打造重量级科研平台。一是创建省级重点实验室。2020年，“智慧长江与水电科学湖北省重点实验室”获批成立，是国内首个依托企业开展水电科学研究的省级重点实验室。2022年，成功申报博士后科研工作站，为科研人才培养、自主科研创新提供了有力支撑。由此，三峡梯调成为长江水资源利用研究和梯级联合调度的重量级平台。二是健全实验室管理体系。成立学术委员会和管理委员会，为实验室建设掌舵领航；先后出台《实验室管理办法》等多项管理制度，健全完善实验室制度体系；制定实驗室五年发展规划，明晰了未来发展思路。三是优化科研工作管理流程。及时完成实验室、博士后科研工作站的管理机构——水资源研究中心的“三定”人事优化调整等各项工作，并逐步开展去行政化工作，优化管理流程，为开展科研攻关增效赋能。

（2）落实人才保障，外引内培壮大人才队伍。一是持续引进行业高端人才。全职引进行业知名学者担任首席研究员，为科研工作“问诊把脉”；与国内知名高校、科研机构广泛开展合作，通过访学研修等形式，引进一批高端科研人才，进一步充实科研团队。二是引进成熟科研人才。发挥实验室平台优势，广泛吸引院士、外籍院士、行业专家等参与课题研究及实验室建设；通过项目共研等形式，吸引50余名专业技术人员参与水资源利用科学研究与创新，加速成果产出和应用。三是培养多能复合人才。打通生产人员与科研人员流动通道，选拔技术能力强、科研兴趣浓厚的员工到科研岗位，将工作经验、生产实际问题深度带入研究工作，推动解决实际问题。四是培育青年技术骨干。积极引导青年员工结合生产任务开展科研，创新实施新进员工带课题研究培养机制[4]，将生产技术问题转化为员工研究内容；与高校开展研究生联合培养工作，针对性培养急需科研人才，充实后备梯队。

（3）落实体制保障，创新产研工作机制。一是设立开放研究基金。结合电力生产和梯级调度难点问题和研究需要，设置开放基金和开放课题，吸引和资助国内外优秀人才开展研究，提高学术水平和科研实力。首期开放基金吸引20家高校和科研院所申报45个研究项目，反响巨大。二是开展“短期共研”。探索建立常态化“短期共研”机制，提升科研成果产出的数量和质量；与高校和科研院所建立实验室联盟，充分发挥整体科研能力，形成“产、学、研”结合高效创新体系，先后在行业新政策研究、新方法新模型应用、三峡库区WRF-Hydro建模、降雨径流模型模块化评估等方面取得系列成果。三是建立科研考核机制。坚持价值创造，制定了《科研工作绩效考核实施细则》，建立市场化科研人才管理与考核机制，形成行之有效的激励约束机制，确保科研人才能引得进、留得住、用得好。

2.2 坚持创新驱动，推动“产研结合”落地见效

以产促研，提高水资源研究水平。一是积极承担科研课题及项目。坚持目标导向、需求导向，强化新技术、新理论在水电科学上的应用，2020年以来先后申报或实施国家重点研发计划、国家自然科学基金青年项目、长江水科学研究联合基金课题等44项，年增速达30%。其中牵头开展的“长江上游巨型电站群水电调度运行决策支持关键技术”获得首届长江科学技术奖唯一特等奖并入选2022年度水利先进实用技术重点推广指导目录；国家重点研发计划“长江上游梯级水库群多目标联合调度技术”“长江上游基于水库群的流域一体化水资源利用”高分通过综合绩效评价，获得高度认可。二是聚焦主责主业开展自主科研。聚焦水库调度运行，强化新技术、新理论在水资源利用研究上的应用，自主开展了大量的基础研究，形成了三峡水库水面线预测模型、中长期径流预报模型、中长期多目标优化调度模型、卫星遥感数据制图与产品分析工具等8项成果组成的产品集，助力掌握长江干流水库调度规律。利用人工神经网络、机器学习和知识图谱等新技术，开发了调度运行管理系统、气象变化对负荷影响分析系统等信息化平台，进一步丰富科研工作成果。

（3）以研助产，推动科研成果落地。一是加强生产及科研人员交流。科研人员在汛期全程参与气象预报、调度会商等生产工作，定期参与生产技术交流会议，以科研成果指导实际生产；同时让熟悉生产痛点难点的生产人员通过科研项目的形式参与科研，实现深度融合、相互促进。二是加强成果应用。积极推动研究任务转化为实际成果，相似降雨和水文预报模型研究、电站群长中短嵌套优化调度等一批研究成果已应用于生产实际。其中“巨型水库群经济运行关键技术研究与应用”等系列成果成功在10余家单位推广应用，取得了较好的防洪和经济效益；开发的三峡—葛洲坝梯级超短期水位预测模型，提前24 h预测三峡坝前最低点水位，预测误差仅为4.4 cm，提供分钟级响应的动态精细化库水位预测服务，有力支撑关键期梯级水库水位精确控制。三是打造核心产品。面向流域调度决策者，开发建设智慧长江决策支持系统，着力打造一个集水库群优化调度、水风光一体化调度、市场交易决策及应急调度等功能于一体的系统平台，形成具有较大影响力、自主可控的调度决策品牌产品。

（3）产研结合，打造预报调度核心能力。一是打造全流域信息收集与处理能力。针对生产所需信息，研发国内水电企业规模最大的水情遥测系统，能够实时采集分析1 400多个水雨情站点、2万多个气象站的信息，10 min内完成长江流域水雨情信息收集，实现对长江上游100万km2水雨情的有效监控。二是打造面向长江上游及受电区域的水文气象预测预报能力。利用先进预报技术建设了国内领先的水文气象监测预报系统，建成涵盖数据收集与处理、预报制作和发布、产品检验与评估全链条气象预报业务体系[5]，实现流域大分区面雨量预报到精细化定量化网格降水预报，以及受电区域气温、天气的格点化预报，预见期由过去2 d延长到10 d，三峡水库更是实现30 d的逐日过程预报，预报精度达到行业领先水平，24 h暴雨预报精度提升25%以上，溪洛渡、三峡来水月滚动预报精度平均达到90%；年度来水预报精度平均达83%。三峡电站发电耗水率逐年降低至4.3 m3/kW·h。2021年梯级六库年度弃水率仅为0.01%，创历史新低。三是培育调度决策支持能力。坚持产研结合，将研究成果深度应用到调度支撑系统建设中，开发建设长江流域控制性水利工程综合调度支持系统三峡集团子系统、“水调、电调、气象”三大关键调度系统、辅助值班机器人、全景智慧展示系统等自动化系统，明显提升了预报调度核心能力。立足梯级水库联合调度，主动适应电力市场化改革，应用大数据、云计算等前沿科技，自主研发水库调度决策支持系统，并在汛期预报会商、洪水调度中得到充分应用，促进梯级调度向智慧化跨越。

得益于“产研结合”对核心能力的促进作用，在应对2020年三峡建库以来75 000 m3/s最大洪峰的过程中，洪水趋势预警长达10 d以上，洪峰预见期达到60 h，峰现时间预报“零误差”。在发电方面，三峡、葛洲坝、溪洛渡、向家坝四座电站近3年年发电量均超2 140亿kW·h，较设计发电量多100余亿kW·h，其中2020年发电量2 269.3亿kW·h，创历史新高；三峡2020年、2021年连续两年超1 000亿kW·h，分别为历史最高、次高。在生态补水方面，及时增大出库流量补水，有效应对2022年长江流域严重干旱和长江口咸潮，保证取水安全；连续12年开展促进长江中下游“四大家鱼”自然繁殖的生态调度，尤其是2022年梯级电站共开展17次生态调度试验，创历史新高，期间宜都断面鱼类总产卵规模达157亿粒，其中“四大家鱼”产卵近89亿粒，创最高记录。

3 结语

自“产研结合”模式提出以来，取得了一系列技术成果，大水电联合优化調度科研体系进一步完善，显著提升了梯级水库联合调度核心能力，电站群优化调度求解速度跨越式提升，为抗击长江洪水保护长江安澜，精细调度梯级电站保障能源供应，抵御长江流域极端严重干旱保障供水安全，开展生态调度助力长江生态修护保护等提供了重要技术支撑。

经过探索实践，产研结合的发展思路进一步清晰，对传统电力生产单位科技创新、转型发展具有较强的指导意义和推广应用价值。“产研结合”在梯级调度领域尚处于发展阶段，在既有管理机制约束、科研平台及人员高效管理、科研成果产出及应用等方面还有部分难题需要攻克。未来将在管理体系改革、人才队伍建设、科研成果产出等方面大力攻关，打造更高层次的科研平台，加快引进并培养一批核心科研人员，聚焦核心业务加强关键核心技术攻关，重点打造并输出一批核心科研产品，集中力量打造水资源高效利用技术创新策源地，为“产研结合”在梯级调度中的应用提供更优方案。

参考文献：

[1]赵春明，史建玲.产研结合的困境与出路[J].企业管理，2015（4）：6-11.

[2]杨琼.三峡梯级水库联合调度经济效益分析[J].水电与新能源，2007（6）：3-5.

[3]覃晖，周建中，肖舸，等.梯级水电站多目标发电优化调度[J].水科学进展，2010（3）：377-384.

[4]赵云发，张立平，王锦瑞，等.三峡梯调的“四型人才”培养实践[J].企业文明，2019（12）：38-39.

[5]傅希德，范宏飞，刘荃，等.三峡水库梯级调度专业气象服务业务系统[J].人民长江，2009（20）：1-4.

Exploratory Application of Combining Production and Research to Cascade Dispatching of River Basin

ZHANG Yang，HUANG Zhidong，HUA Xiaojun

（Three Gorges Dispatch and Communication Center，China Yangtze Power Co.，Ltd.，Yichang 443000，China）

Abstract：With the proposal of the “Dual-carbon” goal and the continuous advancement of power market reform，the cascade reservoir dispatching in the mainstream of Yangtze River has gradually entered the era of refinement. In response to the strategic deployment of scientific and technological innovation，the Three Gorges Cascade Dispatch and Communication Center actively transformed towards the combination of production and research in the meantime of adhering to innovation-driven principle. It has achieved preliminarily results in applying the mode of “combining production and research” to the optimal dispatching of cascade reservoirs in the mainstream of Yangtze River.

Key words：combination of production and research；cascade dispatching；enterprise transformation