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浙江温州珊溪水力发电厂

      飞云江流域位于浙江省南部,发源于泰顺、景宁两县交界的白云尖,自西向东流,上游浯溪与洪口溪在百丈镇汇合后始称飞云江,流经珊溪、平阳坑,瑞安等地后注入东海。河流全长约203km,总落差1265m,流域总集水面积3252km2。
      飞云江上、中、下游三个河段分别以百丈口和滩脚为界。上、中游为山溪性河道,坡陡流急,落差较大;下游属感潮河道,坡降平缓,河湾发育。流域地形狭长,地势西高东低,地貌以中、低山与丘陵展布为主,平原与盆地所占面积较小。
       本流域东濒东海,北与西北面由洞宫山脉与瓯江分水,南面主要以南雁荡山与鳌江为界,地势西高东低,呈阶梯形递降。流域西半部属中、低山区,山峰高程为600~1000m;东半部由低山丘陵、河谷平原与滨海平原组成,山峰高程约在200~600m之间;马屿、陶山等河谷冲积平原高程一般为3.5~8m,滨海平原地面高程为3~5m。流域形状狭长,东西长约110km,南北平均宽约30km,其中山区面积占80%。

      珊溪水利枢纽工程包括珊溪水库、赵山渡水库和引水渠系工程三部分,是飞云江上的控制性枢纽工程,工程以灌溉和供水为主,兼有发电、防洪以及改善下游滨海平原河网水质等综合效益。
      珊溪水库2001年建成投入运行,是流域控制性大Ⅰ型水库,坝址以上流域面积1529km2,占飞云江流域面积的47.0%,河长92.4km。水库的总库容18.24亿m3,正常蓄水位142.0m,相应库容12.91亿m3,兴利库容6.96亿m3,防洪库容2.12亿m3,系多年调节水库。珊溪水库大坝为钢筋砼面板堆石坝,最大坝高132.5m,坝顶宽10m ,坝顶长448m。溢洪道为岸边开敞式,位于左坝头,设5孔弧型闸门,闸门尺寸为12m×16m。泄洪洞长308m,宽7m,高11.5m。电站为引水式地面厂房,引水洞2条,直径7m,装机200MW,多年平均发电量位3.55亿千瓦时,为华东电网提供优质可靠的调峰和事故备用电源。
按照国标GB50201-94《防洪标准》,水利水电枢纽工程的等级划分标准,本工程属一等工程,砼面板堆石坝、溢洪道、电站进水口和泄洪隧洞防洪标准为500年一遇(P=0.2%)洪水设计,可能最大洪水(PMF)校核;水电站厂房、引水隧洞、泄洪建筑物出口消能和下游牛坑溪排水建筑物按100年一遇(P=1%)洪水设计,200年一遇(P=0.5%)洪水校核。大坝地震设防烈度为Ⅶ度。
       采用水电站耗水量最小准则来研究珊溪水力发电厂的有功负荷优化调度,即在系统负荷给定条件下,水电站在某一水头下运行,与投用的机组数及其负荷分配方案相对应的最小耗水量。
       珊溪水力发电厂的动能经济效益与运行工况密切相关。为此,必须对珊溪水力发电厂原始资料作深入地研究和分析,如机组动力特性、最优工作机组台数和组合、机组合理启动与停止以及在各运行机组间有功负荷的最优分配等,方能得到水电站运行最优方案,以获得水电站运行的最大效益。

      从图可知:电力调度数据、水电站模型数据、实测水头数据等分为不同渠道进入系统各个子模块,动力特性模块为时间优化模块和空间优化模块提供数据,群粒算法模块为时间/空间优化模块提供算法,最优方案保存进入数据库,通过智能决策模块,最后进行显示与发布。系统中的各子系统是即相互独立,又相互关联的,相互独立是指每个子系统可以独立操作,完成某些特定的功能, 相互关联是指各子系统之间的数据在特定范围内可以共享。无论哪个子系统按其内部的功能分类可分为以下一些基本的功能:
(1) 数据库创建:即各功能模块的数据库可根据输入的条件自动创建;
(2) 数据处理功能:即数据的添加、修改、删除,数据的交换,转换等;
(3) 数据分析功能:包括数据的计算,插值,由数据绘制图形等;
(4) 数据查询功能:即数据查询、打印预览、输出为文件等;
(5) 数据管理功能:数据的维护、保密、备份和恢复等;
(6) 图形管理功能:图形的保存、注释、从图中读取数据等。

系统设计中考虑了以下一些性能特点:
系统模式通用:通过新建系统功能,设置水电站名称,机组台数,系统文件名称及保存路径,可建立符合本水电站的厂内经济运行分析系统,系统文件的扩展名为*.DXT。
系统功能强大:系统从文件建立、实测数据的输入和引入、动力特性的分析、曲线图的绘制、数据的插值分析计算、日负荷数据库的建立、导入及日负荷图的绘制,直到系统有功负荷的分配、分配结果的导出等都作了精心的设计,功能齐全。
界面风格独特:界面即可采用个性化风格,也可采用Windows风格,操作方便、简明。
信息交换方便:提供各种类型(Word、Excel、Access格式)的数据导入与导出功能。
软件结构先进:系统采用后台数据库和前台软件相结合的应用程序结构,结构合理,性能好,安全可靠。
统计分析科学:系统提供了各种信息统计功能,为调度部门的决策提供科学依据。
系统运行稳定:系统以MS Access 2000为后台数据库,Windows 2000作为软件运行系统,运行稳定。
系统维护简便:系统提供了多种机制数据备份功能,很方便就各进行系统数据库维护和系统软件安装。

采用2010年1月的数据进行分析计算,珊溪水电站的优化效益在2%左右,达到了预期的目的。优化运行的效益可用下式进行计算:


                               
式中, 为实际运行耗水量, 为优化运行的耗水量。
2010年1月的优化效益如图所示。