5月14日，華電集團公司組織的“烏江流域水電站群優(yōu)化調(diào)度和效益評價核心技術(shù)研究及應(yīng)用”科技成果評審會在貴州貴陽舉行。由中國工程院院士張勇傳、王浩等11位國內(nèi)知名學者組成的評審組在對該科研項目評審后一致認為：該項目解決了水力聯(lián)系密切、調(diào)節(jié)組合復雜的大型梯級水電站群的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問題，理論研究扎實，模型算法先進，調(diào)度規(guī)則合理，項目在梯級調(diào)度效益評價體系、優(yōu)化調(diào)度算法、徑流預報模型等方面創(chuàng)新顯著，研究成果整體達到國際領(lǐng)先水平，為我國梯級水電運行提供了成功的實踐典范，具有重大的實用價值和廣闊的推廣應(yīng)用前景。
烏江大型水電站群形成
烏江,長江南岸最大支流，全長1037千米，我國13大水電基地之一。
貴州烏江水電開發(fā)有限責任公司（華電集團公司貴州公司，以下簡稱烏江公司）是國家借鑒國際水電開發(fā)成功經(jīng)驗，推行水電“流域、梯級、滾動、綜合”開發(fā)，于1992年成立的我國第一家流域水電開發(fā)公司，負責烏江干流貴州境內(nèi)河段梯級電站的建設(shè)和運營。公司成立20年來，先后建成了干流上的洪家渡、東風擴機、索風營、烏江渡擴建、構(gòu)皮灘、思林和支流上的大花水、格里橋水電站，水電裝機容量從114萬千萬增至754.5萬千瓦，水輪發(fā)電機組由5臺增至28臺。烏江梯級水電開發(fā)取得了令世人矚目的輝煌成就。2013年，在建的烏江沙沱水電站投產(chǎn)后，將形成總裝機容量為866.5萬千瓦的大型水電站群。 梯級電站遠程集中控制
烏江梯級水電站集控系統(tǒng)是一個集優(yōu)化計算、遠程監(jiān)視、集中控制和調(diào)度管理等功能于一身的綜合性自動化系統(tǒng)平臺，其技術(shù)核心為該水電站集中監(jiān)控系統(tǒng)和流域水調(diào)自動化系統(tǒng)。
2003年初，烏江公司組織了有關(guān)管理及技術(shù)人員進行了深入調(diào)研和考察，提出了“以節(jié)能增效為核心的大型梯級水電站遠程集中管理”的理念，一個全新的部門、一套全新遠程監(jiān)控系統(tǒng)由此應(yīng)運而生。烏江公司邀請電網(wǎng)方面的專家共同商討梯級水電站遠程集中管理關(guān)鍵技術(shù)問題，在不違背電力調(diào)度法規(guī)的前提下，協(xié)商解決技術(shù)難題和設(shè)計方向，有力推動了梯級水電站遠程集中管理進程。
2004年10月至2006年10月，經(jīng)南方電網(wǎng)貴州電力調(diào)度控制中心同意并在其指揮和配合下，完成了洪家渡、東風、索風營、烏江渡水電站共15臺機組的各項遠程控制功能試驗，試驗結(jié)果全部滿足遠程控制要求，為實現(xiàn)遠程控制打下了堅實基礎(chǔ)。
2007年3月，經(jīng)多方溝通協(xié)調(diào)，貴州電網(wǎng)公司同意將洪家渡、東風、索風營、烏江渡發(fā)電廠運行值班受令地點變更為設(shè)在貴陽的“烏江水電站遠程集控中心”。
梯級水電站統(tǒng)一調(diào)度管理，打破了原有單站式的調(diào)度運行模式。
水電站群的優(yōu)化調(diào)度
2007年底，在上游洪家渡、東風、索風營、烏江渡4座水電站優(yōu)化調(diào)度研究成果不能解決7級電站優(yōu)化問題的情況下，烏江公司向華電集團公司提出了《基于構(gòu)皮 灘等三級電站的烏江干流水電站群優(yōu)化調(diào)度及效益評價體系的研究》立項申請。
2008年8月，華電集團公司批準立項。公司立即牽頭成立課題組，西安理工大學、河海大學、四川大學、南京南瑞集團公司、中國水電顧問集團貴陽勘測設(shè)計研究院共同參與課題研究。
五家合作單位在烏江公司的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下迅速行動起來。
烏江公司將項目組具體技術(shù)工作交給了擁有30名員工，中高級工程師、研究生占了60%的集控中心。七座水庫連續(xù)首尾相連，同一梯級內(nèi)同時存在兩座多年調(diào)節(jié)水庫，調(diào)節(jié)性能組合十分復雜，梯級聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型求解的計算量將呈指數(shù)級別的增長。如何解決隨著計算時段數(shù)、尤其是隨著研究對象增多，采用確定性動態(tài)規(guī)劃數(shù)學方法來求解多水庫聯(lián)合調(diào)度容易造成“維數(shù)災”問題？下游電站投產(chǎn)后，航運、生態(tài)、城鎮(zhèn)防洪等要求更高，而且下游一級支流是上游的兩倍多，梯級整體聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的模型如何建立？無數(shù)次的會議研討溝通、一個個問題和困難迎刃而解。2012年，烏江公司組織專家對項目進行總結(jié)提煉出“烏江流域水電站群優(yōu)化調(diào)度和效益評價核心技術(shù)研究及應(yīng)用”成果。
具有廣闊的推廣應(yīng)用前景
該成果涵蓋了徑流預報、優(yōu)化調(diào)度、效益評價、集成應(yīng)用等方面的系統(tǒng)性研究，首次建立了梯級優(yōu)化調(diào)度效益評價體系，形成了同一梯級存在兩座多年調(diào)節(jié)水 庫的七級水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度理論體系與調(diào)度規(guī)則和集控一體化技術(shù)支撐平臺，解決了優(yōu)化調(diào)度高級應(yīng)用與水調(diào)自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺的無縫集成問題。
一是發(fā)電優(yōu)化調(diào)度規(guī)則和系統(tǒng)的應(yīng)用,提高了梯級水能利用效率。以2011年烏江流域來水為歷史最枯為例，梯級水能利用提高率達到3.78%，年節(jié)水增發(fā)電效益超過2億元。二是首次研究建立了梯級水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度效益評價體系，獲得了優(yōu)化調(diào)度效益評價的一般規(guī)則、指標體系，建成了自動考評專家系統(tǒng)。改進的算法使梯級水能利用提高率計算結(jié)果更符合流域來水實際情況，為生產(chǎn)調(diào)度決策提供了及時、準確、規(guī)范的評價數(shù)據(jù)。三是防洪優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研究應(yīng)用，大大地縮短了防洪調(diào)度方案、發(fā)電計劃方案的編制時間，為梯級水電站安全防汛和洪水資源化利用提供了有力保障。四是中長期徑流預報軟件應(yīng)用，提供了較為準確的梯級各電站壩址及區(qū)間徑流預報，為運行方式編制、流域優(yōu)化調(diào)度決策提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。五是集控中心進行梯級水電站調(diào)度運行和優(yōu)化管理的效率大大提高，項目成果應(yīng)用后流域調(diào)度方案制作時間由4小時縮短到30分鐘以內(nèi)，工作效率提高了87.5%以上。
