水库调度图绘制课件.ppt

1、水库调度图绘制 我国的大中型水库，一般都具有防洪、发电、航运、灌溉、工我国的大中型水库，一般都具有防洪、发电、航运、灌溉、工农业生产及人民生活用水等综合利用任务。自农业生产及人民生活用水等综合利用任务。自20世纪世纪70年代起，我年代起，我国的水资源逐渐受到污染，生态系统逐渐受到破坏，因此以保护环境国的水资源逐渐受到污染，生态系统逐渐受到破坏，因此以保护环境为目的为目的水库生态调度水库生态调度也变得非常重要，成为多目标水库调度的重要组也变得非常重要，成为多目标水库调度的重要组成部分。成部分。实施合理科学的水库调度，对于确保水库安全，充分发挥防洪实施合理科学的水库调度，对于确保水库安全，充分发挥

2、防洪和兴利、生态等综合效益，和兴利、生态等综合效益，实现水资源的合理配置和可持续利用实现水资源的合理配置和可持续利用，促，促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。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。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。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。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

3、级、并联、混联)的联合调度。的联合调度。常规调度和优化调度。常规调度和优化调度。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，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。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

4、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。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。综合特性曲线和有压引水系统水头损失特性资料。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

5、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

6、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。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调度。兴利部门的用水调度。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

7、利部门间的主、：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，改善水质，充分发挥水库综合利次关系及要求，合理调配水量、水能，改善水质，充分发挥水库综合利用效益。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

8、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。u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

9、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

10、作了。低出力工作了。u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u另外，有时在蓄水期初下基另外，有

11、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，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。u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

12、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

13、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。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）。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

14、推求水库的来水过程，作为由水量平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

15、位水位为止，求得相应各加大出力各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预预工作工作的水库指示线称为防的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。p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

16、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，

17、与上述的发电调度图类似。，与上述的发电调度图类似。（一）绘制方法及其特点（一）绘制方法及其特点 由于受实测资料的长度仅反映极少调节循环，代表性不够。由此由于受实测资料的长度仅反映极少调节循环，代表性不够。由此绘制的调度图可靠性差；另外多年调节周期年数不固定，丰库年组合绘制的调度图可靠性差；另外多年调节周期年数不固定，丰库年组合不同，因而很难预知未来若干年径流组合情况，因而使用整个调节周不同，因而很难预知未来若干年径流组合情况，因而使用整个调节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 其特点是不研究多年调节的全周期，而只研究连续枯水系列的第其特点是不研究多年调节

18、的全周期，而只研究连续枯水系列的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 （二）计算典型年的选择（二）计算典型年的选择 为了保证连续枯水年系列内都能按水电站保证出力图工作，只有为了保证连续枯水年系列内都能按水电站保证出力图工作，只有当多年调节水库的多年库容蓄满后还有多余水量时，才能允许水电站加当多年调节水库的多年库容蓄满后还有多余水量时，才能允许水电站加大出力运行；在多年库容放空，而来水又不足发保证出力时，才允许降大出力运行；在多年库容放空，而来水又不足发保证出力时，才允许降低出力运行。低出力运行。（三）基本调度线的绘制（三）基本调度线的绘制

19、上调度线：上调度线：1自蓄水期正常蓄水位，逆时序倒算（逐月计算）至蓄水期初自蓄水期正常蓄水位，逆时序倒算（逐月计算）至蓄水期初的年消落水位。的年消落水位。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。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，有计划地进行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。控制调节的工作。水库常规

20、防洪调度水库常规防洪调度是指以防洪调度图为依据，指导水库防洪运是指以防洪调度图为依据，指导水库防洪运行调度。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示线及由由防洪调度线、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。这些指示线所划分的汛期各级调洪区构成。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

21、，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点点重合，由此得出的重合，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点相应的时间点相应的时间为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