兼顾下游生态流量的溪洛渡-向家坝梯级水库蓄水期联合优化调度研究
发布时间：2021-07-13 04:18
金沙江下游为珍稀特有鱼类国家级自然保护区,鱼类自然繁殖生长需要适宜的生态流量。为探究金沙江下游已建成的溪洛渡-向家坝梯级水库蓄水期的适宜生态流量改变度与梯级水库发电量间的关系,采用RVA法量化下游河道适宜生态流量,建立以调度期内发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的梯级水库群多目标优化调度模型,并用NSGA-Ⅱ算法（非支配排序遗传算法）对模型进行求解。以典型丰水年、平水年、枯水年溪洛渡的入库流量进行优化调度计算,结果表明:在满足约束条件下,丰水年发电量最大增加0.7%,而对应的适宜生态流量改变度增大20.82%;而以生态为目标时,可通过发电量损耗0.48%来减少28.06%的适宜生态流量改变度。平水年发电量较常规调度相比最大可增加1.28%,此时适宜生态流量改变度增大13.87%;而以生态为目标时,适宜生态流量改变度减小22.53%,但发电量损耗0.62%。枯水年发电量较常规调度相比最大可增加1.89%,此时适宜生态流量改变度增大4.96%,而以生态为目标时,适宜生态流量改变度减少13.7%,但发电量损耗0.35%。研究成果可为金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级水库生态调度方案的...
【文章来源】：长江科学院院报. 2020,37(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
金沙江下游珍稀特有鱼类国家级自然保护区位置示意图
图4 丰水年Pareto最优解分布由图4可以看出,梯级水电站的发电量与下游适宜生态流量改变度之间存在竞争关系,即其中一者的增加会造成另一者的减少。为进一步分析优化结果,取其中的3种典型优化方案:方案1(生态流量改变度最小)、方案2(无偏最优解)和方案3(发电量最大)进行水库水位过程和下泄流量过程分析。当以追求发电量最大为目标时,可选择方案3,以适宜生态流量改变度增大20.82%来增加0.7%的发电量;当追求适宜生态流量改变度最小为目标时,可选择方案1,以发电量减少0.48%来减少28.06%的适宜生态流量改变度;若无需求倾向时,可选择方案2,在减少12.3%的适宜生态流量改变度的同时,还可以增加0.17%的发电量。由图5可得,在丰水年情况下方案3水位上升最快,溪洛渡上游水位于第5个调度时段到达599.52 m,向家坝上游水位于第4个调度时段到达379.85 m,而后一直以高水头进行发电;方案1为了使向家坝的下泄流量尽可能贴近下游河道各个时段的适宜生态需水量,水位上升较缓慢,溪洛渡上游水位于第7个调度时段到达599.81 m,向家坝上游水位于第7个调度时段达到379.88 m;方案2整体水位上升速率在方案3和方案1之间,溪洛渡上游水位上升较慢,但向家坝上游水位上升快,其中溪洛渡上游水位于7个时段到达599.82 m,向家坝上游水位于第4个调度时段就到达了379.84 m,后一时段由于溪洛渡上游水位的抬升作用,水位降至379.50 m左右,最后于第7个调度时段到达379.92 m。相较于常规调度方案,优化调度方案的流量变化范围大,相邻时段平均下泄流量差值最大可达到2 298.4 m3/s。
对于平水年而言,在常规调度的情况下,调度期内的总发电量为160.11亿kW·h,适宜生态流量改变度为0.117 6,计算得优化调度结果如图6所示,平水年不同典型方案各水库水位及流量过程如图7所示。图7 平水年不同典型方案各水库水位及流量过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进Tennant法的汾河中游环境流量计算方法[J]. 杨蕊,冯民权,孙小平,杨志. 水电能源科学. 2018(12)
[2]基于IHA-RVA法金沙江下游生态水文情势评价[J]. 郭文献,陈鼎新,李越,游进军. 水利水电技术. 2018(08)
[3]溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期联合排沙调度方式初步研究[J]. 黄仁勇,王敏,张细兵,刘亮,任实,周曼. 长江科学院院报. 2018(08)
[4]基于调度图的金沙江下游梯级水电站改进蓄水策略研究[J]. 张琪,李英海,李清清,郭家力,苏中波. 水利水电技术. 2018(07)
[5]基于RVA法和生态功能的河流生态需水量估计[J]. 雷冠军,殷峻暹,王文川,张丽丽. 水电能源科学. 2018(02)
[6]梯级水电站优化调度的改进社会情感优化算法[J]. 刘强,钟平安,陈宇婷,徐斌,朱非林. 水力发电学报. 2018(01)
[7]金沙江下游梯级水电开发生态保护关键技术与实践[J]. 杨少荣,王小明. 人民长江. 2017(S2)
[8]金沙江下游梯级与三峡-葛洲坝多目标联合调度研究[J]. 徐斌,钟平安,陈宇婷,赵云发. 中国科学:技术科学. 2017(08)
[9]溪洛渡、向家坝水库汛期运行水位动态控制调度方式初探[J]. 李鹏,任玉峰. 水电厂自动化. 2017(03)
[10]金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级生态调度研究[J]. 龙凡,梅亚东. 中国农村水利水电. 2017(03)
硕士论文
[1]考虑鱼类多样性的丰满水库生态调度研究[D]. 潘晓健.大连理工大学 2016
本文编号：3281329
【文章来源】：长江科学院院报. 2020,37(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
金沙江下游珍稀特有鱼类国家级自然保护区位置示意图
图4 丰水年Pareto最优解分布由图4可以看出,梯级水电站的发电量与下游适宜生态流量改变度之间存在竞争关系,即其中一者的增加会造成另一者的减少。为进一步分析优化结果,取其中的3种典型优化方案:方案1(生态流量改变度最小)、方案2(无偏最优解)和方案3(发电量最大)进行水库水位过程和下泄流量过程分析。当以追求发电量最大为目标时,可选择方案3,以适宜生态流量改变度增大20.82%来增加0.7%的发电量;当追求适宜生态流量改变度最小为目标时,可选择方案1,以发电量减少0.48%来减少28.06%的适宜生态流量改变度;若无需求倾向时,可选择方案2,在减少12.3%的适宜生态流量改变度的同时,还可以增加0.17%的发电量。由图5可得,在丰水年情况下方案3水位上升最快,溪洛渡上游水位于第5个调度时段到达599.52 m,向家坝上游水位于第4个调度时段到达379.85 m,而后一直以高水头进行发电;方案1为了使向家坝的下泄流量尽可能贴近下游河道各个时段的适宜生态需水量,水位上升较缓慢,溪洛渡上游水位于第7个调度时段到达599.81 m,向家坝上游水位于第7个调度时段达到379.88 m;方案2整体水位上升速率在方案3和方案1之间,溪洛渡上游水位上升较慢,但向家坝上游水位上升快,其中溪洛渡上游水位于7个时段到达599.82 m,向家坝上游水位于第4个调度时段就到达了379.84 m,后一时段由于溪洛渡上游水位的抬升作用,水位降至379.50 m左右,最后于第7个调度时段到达379.92 m。相较于常规调度方案,优化调度方案的流量变化范围大,相邻时段平均下泄流量差值最大可达到2 298.4 m3/s。
对于平水年而言,在常规调度的情况下,调度期内的总发电量为160.11亿kW·h,适宜生态流量改变度为0.117 6,计算得优化调度结果如图6所示,平水年不同典型方案各水库水位及流量过程如图7所示。图7 平水年不同典型方案各水库水位及流量过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进Tennant法的汾河中游环境流量计算方法[J]. 杨蕊,冯民权,孙小平,杨志. 水电能源科学. 2018(12)
[2]基于IHA-RVA法金沙江下游生态水文情势评价[J]. 郭文献,陈鼎新,李越,游进军. 水利水电技术. 2018(08)
[3]溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期联合排沙调度方式初步研究[J]. 黄仁勇,王敏,张细兵,刘亮,任实,周曼. 长江科学院院报. 2018(08)
[4]基于调度图的金沙江下游梯级水电站改进蓄水策略研究[J]. 张琪,李英海,李清清,郭家力,苏中波. 水利水电技术. 2018(07)
[5]基于RVA法和生态功能的河流生态需水量估计[J]. 雷冠军,殷峻暹,王文川,张丽丽. 水电能源科学. 2018(02)
[6]梯级水电站优化调度的改进社会情感优化算法[J]. 刘强,钟平安,陈宇婷,徐斌,朱非林. 水力发电学报. 2018(01)
[7]金沙江下游梯级水电开发生态保护关键技术与实践[J]. 杨少荣,王小明. 人民长江. 2017(S2)
[8]金沙江下游梯级与三峡-葛洲坝多目标联合调度研究[J]. 徐斌,钟平安,陈宇婷,赵云发. 中国科学:技术科学. 2017(08)
[9]溪洛渡、向家坝水库汛期运行水位动态控制调度方式初探[J]. 李鹏,任玉峰. 水电厂自动化. 2017(03)
[10]金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级生态调度研究[J]. 龙凡,梅亚东. 中国农村水利水电. 2017(03)
硕士论文
[1]考虑鱼类多样性的丰满水库生态调度研究[D]. 潘晓健.大连理工大学 2016
本文编号：3281329
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