生态约束下农村水电站优化调度研究

生态约束下农村水电站优化调度研究

田惠茹

黔南州电力建设管理站

农村水电站的调度主要从两方面内容实现，首先是防洪目的其次是发电目的。当前我国的水电站的调度问题主要以经济功能的实现为目标，全面考虑生态环境的需求内容，导致了河道的断流等一系列的生态问题出现，以科学发展观为指引，对水电站的生态影响问题进行广泛研究，将发电量及效益为最大基本准则进行水电站的优化问题调度，对农村的水电站的相关调度问题进行深入分析考量，明确其可能会导致的影响问题，对生态因素的农村的水电优化调度的方案进行制定，完成水库调度的修复及生态保护[1]。

1农村水电站的优化调度生态影响分析

通常情况下，农村的水电站的装机容量较小，在进行调度运行时，应该首先考虑经济效益问题，将发电的效益作为主要的建设前景，重视对水电的需求建设，如果出现低谷发电时刻的下泄道德流量无法真正符合生态需水量的要求的话，导致引水式的水电站无法将水流向引水隧道引入，形成河流之间的脱流、干涸等问题，对植被及鱼类的生存造成严重的威胁，生态基流的相关问题研究已经有了较大的发展，基流是一种用于河流管理的重要工具，能够实现相关的复杂计算。根据研究显示，生态的需水量按照相关文献记载，能够对泄水量形成规定值保护，有利于河流生态环境稳定性的维持。

2生态约束下的农村水电站的优化调度问题

通常在完成农村的水电站的生态调度模型建立时，将河道的生态环境保护的相关问题作为约束，形成对于河道的生态需求的依据，将生态环境保护的相关问题作为基础，实现生态环境功能的维持，达到最大的经济建设的效果。在完成对于电力市场的发电效益追求的同时，应该对河流生态的相关问题进行优化考量，对生态的需水量进行完善分析，以最大的企业效益作为基础，完成对于河流的生态环境的要求满足。生态调度应该将发电站的期望值作为基础，以农村的水电调度的基本流量作为生态保护的需求基础，完成河流生态环境功能前提下的经济最大目的的满足[2]。

2.1生态调度优化问题

在进行电力市场的环境能力追求的基础上，对河流的生态需求的相关问题严肃考虑，实现对于市场环境下的农村电站的生态优化的调度相关问题的探究。以电力市场发电企业的最大的经济效益为基础，实现对于生态环境的需水量的满足。生态调度收益的计算公式为Vj=Vj-1+24i=1∑[（QIi-Qi）-QXj]·ti，其中QXj]为最大的外泄洪量乘积，其中对于短期调度相关问题的研究需要在全天的水库泄洪量的约束下。本研究的短期调度的最重要的一个约束条件就是全天水库总泄流量是一定的，所以可以对时段流量Qi的约束表达式：24i=1∑Qi=C。约束方面应该考量的问题包括：水电站的死水位的约束问题，其次为最大最小的流量约束相关问题，再有就是水电站的上下限约束的问题，水库水量的平衡约束除了考量梯级水电站之间的水流耦合问题外，还要对非负约束问题考量。

2.2模型优化调度问题

通过对于水电站的模型调度问题的结算可见，通过传统的动态规划及遗传的算法看来，根据Matlab可以完成对于整体的优化计算。

3工程实例分析

3.1电站的主要工程指标

通过对典型的梯级小型水电站相关的泄洪问题进行分析可见，水电站的泄洪中有少量的径流向水电站汇入，水电站的调度耦合性较高，水电站有年调节的能力，可以完成相关的技术指标的要求。

表1各电站的主要工程指标

电站装机容量（MW）正常蓄水位（m）死水位（m）单机引水流量（m3/s）发电水头（m）调节性能

1级15182417863.2-10.282.3-121.6年调节

2级41165916923.3-10.4206.2-212.2无调节

3级32146915223.2-15.2100.6-121.1日调节

4级106134213873.1-11.23398.1-426.1无调节

3.2水电站生态调度的目标

水电站的建设目标为防洪、灌溉等，将一级水电站作为调度的对象完成生态需水的相关问题研究建设，根据流域的调度问题进行分析，生态问题内容包括3方面，其中根据河流的实际情况，在排除生态需求之外，对梯级需求之外对区间径流完善利用，将水电站的水量减少，防止出现河道径流减少的情况[3]。流域的生物存在一定的生命危险限制，通过对建坝后的水文状况分析，对鱼类的繁殖等相关问题考察，如果年内的水流出现不均的情况，将导致水质出现一定程度的影响，导致河道的水量减少，将发电、防洪作为基础目标文成整个生态环境的调度，同时完善整个河道的断流维护、水质保持，对河道的水文状况完全模拟分析，保持四级河道的景观状况的良好状况[4]。生态的流量计算以生态的调度作为基础目标，完成一定的指标内容，对生态的需水量进行分析，将水质目标及河道景观作为实现的基础。生态调度方案如表2所示。

表2生态约束下农村水电站优化调度方案

生态方案流域各站基流流域各站水文情势实现水质目标维持四级站河道景观

1考虑不考虑不考虑不考虑

2考虑考虑不考虑不考虑

3考虑考虑考虑不考虑

4考虑不考虑考虑考虑

5考虑考虑不考虑考虑

3.3生态约束下农村水电站优化调度计算及分析

根据当前的相关资料对流域的水电站的收益问题进行比价计算，考虑我国电力市场阶段的电价的现实相关的问题，完成整体的电价计算，将全年分为3阶段，包括丰水期、枯水期、平水期，根据不同时段的特征进行电价的定制以及目标函数的优化计算，得出最佳的调度方案内容，以阶梯下的发电收益作为目标，实现对于生态环境的保护，根据不同的电价对收益进行考虑，完成不同时段的电价因素的分析，将电价在较高的时段形成控制，从而获得较大的收益，满足生态的实际需求[5]。

4结语

农村的小型水电站的建设，应该将环境作为调度的刚性约束内容，根据实际的电力市场的需求，从实际出发，对不同时期的电价进行优化处理，满足最大的发电效益，同时满足环境保护的相关要求，满足可持续发展的要求，根据实际的情况调查显示，当前的发电目标效果良好，能够实现对于环境的保护，将生态环境的实际问题作为基础，调动生态及企业的积极性，从而完成对于梯级水电站的多目标的整合，满足实际的农村实际调度的思路方法的应用。

参考文献：

[1]楼骏,宋洋,徐桢.生态约束下农村水电站优化调度研究[J].中国农机化学报,2014,35(4):329-332.

[2]顾巍巍,杨怡青,钟平安,等.基于解空间差分进化算法的水电站生态调度研究[J].中国农村水利水电,2014,(11):163-167.

[3]张仁贡,王万良,赵燕伟.农村水电站电能生产动态不确定性优化调度模型[J].农业工程学报,2011,27(5):275-281.[4]张智涌,孔令川,卫仁娟.中小型水电站优化调度提高工作水头的应用与研究[J].四川水力发电,2017,36(z2):116-122.

[5]林建新.浅议农村水电站增效扩容技改[J].中国新技术新产品,2017,(20):117-118.