水库调度图绘制.ppt

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1、水库调度图绘制2 2一一 水库运行调度水库运行调度1 1 概述概述概述概述 水库调度的意义水库调度的意义水库调度的意义水库调度的意义 加强水库运行管理，搞好水库运行调度，是对水资源进加强水库运行管理，搞好水库运行调度，是对水资源进加强水库运行管理，搞好水库运行调度，是对水资源进加强水库运行管理，搞好水库运行调度，是对水资源进行合理配置的重要手段之一。行合理配置的重要手段之一。行合理配置的重要手段之一。行合理配置的重要手段之一。水库调度水库调度水库调度水库调度就是指，根据水库承担任务的主次及规定的调就是指，根据水库承担任务的主次及规定的调就是指，根据水库承担任务的主次及规定的调就是指，根据水库承

2、担任务的主次及规定的调度规则，运用水库的调蓄能力，在保证大坝安全的前提下，度规则，运用水库的调蓄能力，在保证大坝安全的前提下，度规则，运用水库的调蓄能力，在保证大坝安全的前提下，度规则，运用水库的调蓄能力，在保证大坝安全的前提下，有计划地对入库的天然径流进行蓄泄，达到除害兴利，综合有计划地对入库的天然径流进行蓄泄，达到除害兴利，综合有计划地对入库的天然径流进行蓄泄，达到除害兴利，综合有计划地对入库的天然径流进行蓄泄，达到除害兴利，综合利用水资源，最大限度地满足国民经济各部门需要的目的。利用水资源，最大限度地满足国民经济各部门需要的目的。利用水资源，最大限度地满足国民经济各部门需要的目的。利用水

3、资源，最大限度地满足国民经济各部门需要的目的。3 3 我我国国的的大大中中型型水水库库，一一般般都都具具有有防防洪洪、发发电电、航航运运、灌灌溉溉、工工农农业业生生产产及及人人民民生生活活用用水水等等综综合合利利用用任任务务。自自20世世纪纪70年年代代起起，我我国国的的水水资资源源逐逐渐渐受受到到污污染染，生生态态系系统统逐逐渐渐受受到到破破坏坏，因因此此以以保保护护环环境境为为目目的的水水库库生生态态调调度度也也变变得得非非常常重重要要，成成为为多多目目标标水水库库调调度度的的重重要要组组成成部分。部分。实实施施合合理理科科学学的的水水库库调调度度，对对于于确确保保水水库库安安全全，充充分

4、分发发挥挥防防洪洪和和兴兴利利、生生态态等等综综合合效效益益，实实现现水水资资源源的的合合理理配配置置和和可可持持续续利利用用，促促进进经济社会可持续发展及人与自然和谐相处，具有十分重要的意义。经济社会可持续发展及人与自然和谐相处，具有十分重要的意义。4 4水库调度的特点水库调度的特点水库调度的特点水库调度的特点uu多目标性多目标性多目标性多目标性 水库工程多功能的特性，决定了水库调度时要综合考虑各部门、水库工程多功能的特性，决定了水库调度时要综合考虑各部门、水库工程多功能的特性，决定了水库调度时要综合考虑各部门、水库工程多功能的特性，决定了水库调度时要综合考虑各部门、各地区、上下游、左右岸各

5、方面的安全和利益。各地区、上下游、左右岸各方面的安全和利益。各地区、上下游、左右岸各方面的安全和利益。各地区、上下游、左右岸各方面的安全和利益。uu风险性风险性风险性风险性 河川径流、电力负荷、气候条件、其他用水信息等因素可视为随河川径流、电力负荷、气候条件、其他用水信息等因素可视为随河川径流、电力负荷、气候条件、其他用水信息等因素可视为随河川径流、电力负荷、气候条件、其他用水信息等因素可视为随机变量，这些因素的随机性直接决定了水电站及其水库的运行机变量，这些因素的随机性直接决定了水电站及其水库的运行机变量，这些因素的随机性直接决定了水电站及其水库的运行机变量，这些因素的随机性直接决定了水电站

6、及其水库的运行调度方式具有一定的风险性。调度方式具有一定的风险性。调度方式具有一定的风险性。调度方式具有一定的风险性。uu经济性经济性经济性经济性 通过水电站水库的合理调度，可以在保证工程安全的前提通过水电站水库的合理调度，可以在保证工程安全的前提通过水电站水库的合理调度，可以在保证工程安全的前提通过水电站水库的合理调度，可以在保证工程安全的前提下，提高天然径流的利用效率，增加发电效益。下，提高天然径流的利用效率，增加发电效益。下，提高天然径流的利用效率，增加发电效益。下，提高天然径流的利用效率，增加发电效益。uu灵活性灵活性灵活性灵活性 水电站可以针对河川径流来水、电力负荷水电站可以针对河川

7、径流来水、电力负荷水电站可以针对河川径流来水、电力负荷水电站可以针对河川径流来水、电力负荷灵活机动地调节水库的蓄泄灵活机动地调节水库的蓄泄水水，同时，水轮机等动力设备、闸门等具有启闭迅速、工作灵活的特，同时，水轮机等动力设备、闸门等具有启闭迅速、工作灵活的特点，保证了水库调度的灵活性。点，保证了水库调度的灵活性。5 5水库调度的分类水库调度的分类水库调度的分类水库调度的分类uu按调度目标分类按调度目标分类按调度目标分类按调度目标分类 防洪调度、兴利调度、综合利用调度等。防洪调度、兴利调度、综合利用调度等。uu按调度周期分类按调度周期分类按调度周期分类按调度周期分类 长期调度、短期调度及厂内经济

8、运行。长期调度、短期调度及厂内经济运行。长期调度、短期调度及厂内经济运行。长期调度、短期调度及厂内经济运行。uu按水库数目分类按水库数目分类按水库数目分类按水库数目分类 单一水库调度和水库群单一水库调度和水库群(梯级、并联、混联梯级、并联、混联)的联合调度。的联合调度。uu按调度方法分类按调度方法分类按调度方法分类按调度方法分类 常规调度和优化调度。常规调度和优化调度。6 6水库调度所需的基本资料水库调度所需的基本资料水库调度所需的基本资料水库调度所需的基本资料uu水库运用调度的政策法规及标准水库运用调度的政策法规及标准水库运用调度的政策法规及标准水库运用调度的政策法规及标准 如水利水电工程设

9、计及运行管理方面的现行规程、规范等技术标准，如水利水电工程设计及运行管理方面的现行规程、规范等技术标准，中华人民共和国水法中华人民共和国水法、中华人民共和国电力法中华人民共和国电力法、中华人民中华人民共和国防洪法共和国防洪法等有关法律规定及有关政策文件。等有关法律规定及有关政策文件。uu水库调度运用的主要参数及水利动能指标水库调度运用的主要参数及水利动能指标水库调度运用的主要参数及水利动能指标水库调度运用的主要参数及水利动能指标 例如，设计洪水位、校核洪水位、防洪高水位、防洪限制水位、正常例如，设计洪水位、校核洪水位、防洪高水位、防洪限制水位、正常蓄水位、综合利用部门要求的运用下限水位和死水位

10、等参数，市政及蓄水位、综合利用部门要求的运用下限水位和死水位等参数，市政及工业供水量、农业供水量，水电站保证出力及相应的保证率等指标及工业供水量、农业供水量，水电站保证出力及相应的保证率等指标及保证出力图，其他综合利用要求。保证出力图，其他综合利用要求。uu其他基本资料其他基本资料其他基本资料其他基本资料 例如实测径流资料，包括径流时历特性资料和统计特性资料以及洪水例如实测径流资料，包括径流时历特性资料和统计特性资料以及洪水资料；水库特性资料和下游水位、流量关系资料；水电站水轮机运行资料；水库特性资料和下游水位、流量关系资料；水电站水轮机运行综合特性曲线和有压引水系统水头损失特性资料。综合特性

11、曲线和有压引水系统水头损失特性资料。7 7二 水库常规调度水库常规调度水库常规调度是根据水库调度图进行水库控制运用的调度方法。是根据水库调度图进行水库控制运用的调度方法。水库调度图水库调度图是根据实测径流时历特性资料和枢纽的综合利用任务编制是根据实测径流时历特性资料和枢纽的综合利用任务编制而成的，由若干具有控制性意义的水库蓄水量而成的，由若干具有控制性意义的水库蓄水量(或水位或水位)变化过程线变化过程线(称为调度线称为调度线)组成。组成。水库调度图不仅可用以水库调度图不仅可用以指导水库的运行调度指导水库的运行调度，增加编制各部门生产任，增加编制各部门生产任务的预见性和计划性，提高各水利部门的工

12、作可靠性和水量利用率，务的预见性和计划性，提高各水利部门的工作可靠性和水量利用率，更好地发挥水库的综合利用作用；同时也可用来更好地发挥水库的综合利用作用；同时也可用来合理决定和校核水电合理决定和校核水电站的主要参数站的主要参数(正常蓄水位、死水位及装机容量等正常蓄水位、死水位及装机容量等)以及水电站的动能以及水电站的动能指标指标(出力和发电量出力和发电量)。水库常规调度包括水库常规调度包括水库常规兴利调度、水库常规防洪调度、综合利用水库常规兴利调度、水库常规防洪调度、综合利用水库的常规调度和水库群联合调度。水库的常规调度和水库群联合调度。8 8水库常规兴利调度水库常规兴利调度水库常规兴利调度水

13、库常规兴利调度兴利调度包括兴利调度包括发电、灌溉、供水、航运等发电、灌溉、供水、航运等兴利部门的用水兴利部门的用水调度。调度。主要任务是主要任务是：依据规划设计的开发目标、运用参数和兴利：依据规划设计的开发目标、运用参数和兴利部门间的主、次关系及要求，合理调配水量、水能，改部门间的主、次关系及要求，合理调配水量、水能，改善水质，充分发挥水库综合利用效益。善水质，充分发挥水库综合利用效益。主要内容有：主要内容有：基本调度线的绘制基本调度线的绘制 加大出力线的绘制加大出力线的绘制 降低出力线的绘制降低出力线的绘制9 9首先选择符合设计保证率的首先选择符合设计保证率的几个典型年几个典型年，并对之进行

14、必要的修正，使它，并对之进行必要的修正，使它满足两个条件：满足两个条件：典型年供水期的平均出力等于或接近保证出力；典型年供水期的平均出力等于或接近保证出力；供水期的终止时刻与设计保证率范围内多数年份一致。供水期的终止时刻与设计保证率范围内多数年份一致。然后均然后均按保证出力图按保证出力图自供水期末死水位开始，逆时序进行水能计算至供自供水期末死水位开始，逆时序进行水能计算至供水期初，又接着算至蓄水期初回到死水位，得到各典型年水电站按保证水期初，又接着算至蓄水期初回到死水位，得到各典型年水电站按保证出力图工作所需的出力图工作所需的水库蓄水指示线水库蓄水指示线。最后取各典型年最后取各典型年水库蓄水指

15、示线的上、下包线水库蓄水指示线的上、下包线，即可得到上、下基本调，即可得到上、下基本调度线，如图所示。度线，如图所示。1.1.基本调度线的绘制基本调度线的绘制基本调度线的绘制基本调度线的绘制以年调节水电站水库为例以年调节水电站水库为例以年调节水电站水库为例以年调节水电站水库为例10101111u上基本调度线上基本调度线(又称防破坏线又称防破坏线)表示水电站按保证出力图工作时，各时刻表示水电站按保证出力图工作时，各时刻所需的最高库水位，利用它就使水库管理人员在任何年供水期中所需的最高库水位，利用它就使水库管理人员在任何年供水期中(特枯特枯年例外年例外)有可能知道水库中何时有多余水量，可以使水电站

16、加大出力工有可能知道水库中何时有多余水量，可以使水电站加大出力工作，以充分利用水资源。作，以充分利用水资源。u下基本调度线下基本调度线(也称限制出力线也称限制出力线)表示水电站按保证出力图工作所需的最表示水电站按保证出力图工作所需的最低库水位，当某时刻库水位低于该线所表示的库水位时，水电站就要降低库水位，当某时刻库水位低于该线所表示的库水位时，水电站就要降低出力工作了。低出力工作了。1212u由于供水期末下基本调度线的末端点往往与上基本调度线的末端点不重由于供水期末下基本调度线的末端点往往与上基本调度线的末端点不重合，因此当下一年汛期到来较迟时，可能引起正常工作的集中破坏。因合，因此当下一年汛

17、期到来较迟时，可能引起正常工作的集中破坏。因此，需要作出修正，此，需要作出修正，即将下基本调度线水平移动至其末端点与上基本调即将下基本调度线水平移动至其末端点与上基本调度线末端点重合的位置，或将下基本调度线的上端点与上基本调度线的度线末端点重合的位置，或将下基本调度线的上端点与上基本调度线的下端点连接起来下端点连接起来，如图所示，如图所示1313u另外，有时在蓄水期初下基另外，有时在蓄水期初下基本调度线的始端点与上基本本调度线的始端点与上基本调度线始端点非常接近，导调度线始端点非常接近，导致在蓄水期刚开始就要求水致在蓄水期刚开始就要求水电站降低出力，这显然不合电站降低出力，这显然不合常理。此时

18、，常理。此时，常将下调度线常将下调度线的起点的起点h向后移至洪水开始向后移至洪水开始最迟的时刻最迟的时刻h点，并作点，并作gh光光滑曲线，滑曲线，如图所示。如图所示。1414u由图可见，上、下基本调度线将水库调由图可见，上、下基本调度线将水库调度图划分为三个主要区域：度图划分为三个主要区域：uI区区保证出力区保证出力区，即上、下基本调，即上、下基本调度线之间的区域，当水库水位在此区域度线之间的区域，当水库水位在此区域时，水电站可按保证出力图工作，以保时，水电站可按保证出力图工作，以保证电力系统正常运行；证电力系统正常运行；u区区加大出力区加大出力区，即上基本调度线，即上基本调度线以上的区域，当

19、水库水位在此区域内时，以上的区域，当水库水位在此区域内时，水电站可以加大出力水电站可以加大出力(大于保证出力图大于保证出力图规定的出力规定的出力)工作，以充分利用水能资工作，以充分利用水能资源；源；u区区降低出力区降低出力区，即下基本调度线，即下基本调度线以下区域，当水库水位在此区域内时，以下区域，当水库水位在此区域内时，水电站应降低出力水电站应降低出力(小于保证出力图所小于保证出力图所规定的出力规定的出力)工作，以减小正常工作破工作，以减小正常工作破坏的程度。坏的程度。15152.2.加大出力线的绘制加大出力线的绘制加大出力线的绘制加大出力线的绘制以年调节水电站水库为例以年调节水电站水库为例

20、以年调节水电站水库为例以年调节水电站水库为例1.立即加大出力立即加大出力（图上（图上线）。线）。2.后期集中加大出力（图上后期集中加大出力（图上线）线）3.均匀加大出力（图上均匀加大出力（图上线）。线）。1616 当确定了加大出力的方式后，即可以上基本调度线为出发点，利用分级当确定了加大出力的方式后，即可以上基本调度线为出发点，利用分级列表法计算绘出加大出力线。列表法计算绘出加大出力线。具体步骤为具体步骤为：根据上基本调度线和保证出力图用列表计算方法根据上基本调度线和保证出力图用列表计算方法推求出相应各时段的发电用水量推求出相应各时段的发电用水量，由水量平衡公式推求水库的来水过程，作为由水量平

21、衡公式推求水库的来水过程，作为推求各加大出力线的计算典型年径流推求各加大出力线的计算典型年径流过程过程。对以上推求的计算典型年径流过程分别按不同等级的加大出力值，即取大于保证对以上推求的计算典型年径流过程分别按不同等级的加大出力值，即取大于保证出力出力Np，但不超过预想出力，但不超过预想出力N预预的若干出力值，从供水期末上基本调度线相应的的若干出力值，从供水期末上基本调度线相应的指示水位起，指示水位起，对整个调节年逆时序逐时段试算，直至蓄水期初水库水位落至相应对整个调节年逆时序逐时段试算，直至蓄水期初水库水位落至相应水位为止，求得相应各加大出力各时段初蓄水指示水位水位为止，求得相应各加大出力各

22、时段初蓄水指示水位。将各加大出力值对应各时段初的蓄水指示水位点绘于调度图中，除去正常蓄水位将各加大出力值对应各时段初的蓄水指示水位点绘于调度图中，除去正常蓄水位及防洪限制水位以上的部分，即得到一组加大出力线，其中按预想出力及防洪限制水位以上的部分，即得到一组加大出力线，其中按预想出力N预预工作的工作的水库指示线称为防水库指示线称为防弃水线弃水线，并将预想出力线以上的区域称为预想出力区。，并将预想出力线以上的区域称为预想出力区。1717（1 1）立即减少出力立即减少出力立即减少出力立即减少出力。这种。这种。这种。这种方式一般引起的破坏强度方式一般引起的破坏强度方式一般引起的破坏强度方式一般引起的

23、破坏强度较小，破坏时间也比较短；较小，破坏时间也比较短；较小，破坏时间也比较短；较小，破坏时间也比较短；图中曲线图中曲线图中曲线图中曲线。（2 2）继续按保证出力图继续按保证出力图继续按保证出力图继续按保证出力图工作，直至死水位工作，直至死水位工作，直至死水位工作，直至死水位。图中。图中。图中。图中曲线曲线曲线曲线。（3 3）均匀减少出力直至均匀减少出力直至均匀减少出力直至均匀减少出力直至供水期结束供水期结束供水期结束供水期结束。这种方式使这种方式使这种方式使这种方式使破坏时间长一些，但破坏破坏时间长一些，但破坏破坏时间长一些，但破坏破坏时间长一些，但破坏强度最小。图中曲线强度最小。图中曲线强

24、度最小。图中曲线强度最小。图中曲线。3.3.降低出力调度线降低出力调度线降低出力调度线降低出力调度线1818p将上述的水库基本调度线、加大出力线、降低出力线绘制于同一张图将上述的水库基本调度线、加大出力线、降低出力线绘制于同一张图上，即得到以发电为目的的上，即得到以发电为目的的水库调度全图水库调度全图，根据该图可以比较有效地，根据该图可以比较有效地指导水电站的运行。指导水电站的运行。p对于对于多年调节水电站多年调节水电站，其水库调度图绘制的原则与年调节水库类似，其水库调度图绘制的原则与年调节水库类似，但是考虑到多年调节水电站的调节周期长，所能获取的水文资料有限，但是考虑到多年调节水电站的调节周

25、期长，所能获取的水文资料有限，在实际工作中，一般采用在实际工作中，一般采用简化方法简化方法，只研究枯水年组的第一年和最后，只研究枯水年组的第一年和最后一年的情况。一年的情况。p对于对于年调节水库灌溉及其他兴利调度图年调节水库灌溉及其他兴利调度图，与上述的发电调度图类似。，与上述的发电调度图类似。1919 （一）绘制方法及其特点（一）绘制方法及其特点 由由于于受受实实测测资资料料的的长长度度仅仅反反映映极极少少调调节节循循环环，代代表表性性不不够够。由由此此绘绘制制的的调调度度图图可可靠靠性性差差；另另外外多多年年调调节节周周期期年年数数不不固固定定，丰丰库库年年组组合合不不同同，因因而而很很难

26、难预预知知未未来来若若干干年年径径流流组组合合情情况况，因因而而使使用用整整个个调调节节周周期的运行图就有困难，多采用简化的方法期的运行图就有困难，多采用简化的方法 其其特特点点是是不不研研究究多多年年调调节节的的全全周周期期，而而只只研研究究连连续续枯枯水水系系列列的的第第一年和最后一年的水库工作情况。一年和最后一年的水库工作情况。多年调节水电站水库基本调度线2020 （二）计算典型年的选择（二）计算典型年的选择 为为了了保保证证连连续续枯枯水水年年系系列列内内都都能能按按水水电电站站保保证证出出力力图图工工作作，只只有有当当多多年年调调节节水水库库的的多多年年库库容容蓄蓄满满后后还还有有多

27、多余余水水量量时时，才才能能允允许许水水电电站站加加大大出出力力运运行行；在在多多年年库库容容放放空空，而而来来水水又又不不足足发发保保证证出出力力时时，才才允允许许降降低出力运行。低出力运行。2121 （三）基本调度线的绘制（三）基本调度线的绘制 上调度线：上调度线：1自自蓄蓄水水期期正正常常蓄蓄水水位位，逆逆时时序序倒倒算算（逐逐月月计计算算）至至蓄蓄水水期期初初的的年消落水位。年消落水位。2自供水期末从年消落水位倒算至供水期初相应的正常蓄水位。自供水期末从年消落水位倒算至供水期初相应的正常蓄水位。下调度线：下调度线：供水期末自死水位开始按保证出力图逆时序计算至蓄水期初又回供水期末自死水位

28、开始按保证出力图逆时序计算至蓄水期初又回到死水位为止。到死水位为止。22222323水库常规防洪调度水库常规防洪调度水库常规防洪调度水库常规防洪调度防洪调度防洪调度是指运用防洪工程及非工程措施，对汛期发生的洪水，有计是指运用防洪工程及非工程措施，对汛期发生的洪水，有计划地进行控制调节的工作。划地进行控制调节的工作。水库常规防洪调度水库常规防洪调度是指以防洪调度图为是指以防洪调度图为依据，指导水库防洪运行调度。依据，指导水库防洪运行调度。1.防洪调度图防洪调度图由防洪调度线、防洪限制水位等汛期各个时刻蓄水指由防洪调度线、防洪限制水位等汛期各个时刻蓄水指示线及由这些指示线所划分的汛期各级调洪区构成

29、。示线及由这些指示线所划分的汛期各级调洪区构成。2424防洪调度线的绘制方法防洪调度线的绘制方法是：是：p先根据设计洪水可能出现的最迟日期先根据设计洪水可能出现的最迟日期tb在兴利调度图的上基本调度线上在兴利调度图的上基本调度线上定出定出b点，该点相应水位即为点，该点相应水位即为汛期防洪限制水位汛期防洪限制水位，其与防洪高水位之间，其与防洪高水位之间的水库容积即为的水库容积即为防洪库容值防洪库容值。p根据防洪库容值及下游防洪标准的洪水过程线，经水库调洪演算得出根据防洪库容值及下游防洪标准的洪水过程线，经水库调洪演算得出水水库蓄水量变化过程线库蓄水量变化过程线(对一定的溢洪道方案对一定的溢洪道方

30、案)。p然后将该线移到水库兴利调度图上，使其起点与上基本调度线上的然后将该线移到水库兴利调度图上，使其起点与上基本调度线上的b点重点重合，由此得出的合，由此得出的abc线以上的区域线以上的区域F即为即为防洪限制区防洪限制区，c点相应的时间为点相应的时间为汛期开始时间汛期开始时间。p在整个汛期内，水库蓄水量一超过此线，水库即应以安全下泄量或闸门在整个汛期内，水库蓄水量一超过此线，水库即应以安全下泄量或闸门全开进行泄洪。实际工作中，为了确保防洪安全，应选择几个不同的典全开进行泄洪。实际工作中，为了确保防洪安全，应选择几个不同的典型洪水过程线，分别绘制其蓄水过程，然后取其下包线，即型洪水过程线，分别绘制其蓄水过程，然后取其下包线，即防洪调度线防洪调度线