调峰过程中葛洲坝下游水位变化分析

葛洲坝下游水位变化情况比较复杂,尤其在调峰过程中,准确把握下游水位的变化情况,分析研究变化规律,尤其是大流量调峰下的变化过程极为重要。通过建立水位变化模型,可为预测葛洲坝下游水位及计算葛洲坝电站出力,实施三峡～葛洲坝梯级水库优化调度提供技术支撑。     

葛洲坝水电站近期日调节对下游航运影响的初步研究

本文通过葛洲坝水电站原型放水试验,建立不恒定流水力学模型,进行数值模拟计算,预测水电站采用日调节时下游水流条件及其变化,探讨了在不影响下游正常通航前提下水电站采用日调节的可能性,并提出了控制水电站日调节最大调峰负荷的建议。本文应用原型试验资料率定水力学模型,由验证计算表明,该水力学模型计算精度较高,能比较准确地预测水电站采用日调节时下游不恒定流的水力要素。初步研究结果表明:葛洲坝水电站近期单独运转,进行日调节是可能的,并不影响下游正常通航。水电站具体运行时,应根据来水条件在日调节调峰限制线内调度运行,控制最大峰谷流量差不超过允许最大值,保证下游正常通航。本文还提出了在一定河床地形和水流条件下,分析计算的日调节方案与来水条件、下游通航控制断面水力要素的合轴相关图,提供了由下游正常通航条件,反推日调节允许最大调峰负荷的工具。     

葛洲坝水电站下游水位经验计算方法探索

为指导三峡一葛洲坝梯级高效调度运行,充分考虑下游水位与出库流量的不同步现象,根据下游水位的指数消减特征,提出了以出库流量作为输入因子的下游水位经验递推方法。实例表明,采用该方法后,葛洲坝水电站下游水位计算的准确度和精度分别提高了20．8％和36．8％;另外,该方法在小误差出现概率、大误差持续时间、极端误差出现次数等方面的表现均优于尾水位曲线法。     

彭水电站下泄水流对下游航运的影响及对策

彭水水电站是重庆电力系统中最大的调峰、调频骨干电站,电站调峰过程中下泄的非恒定水流将对航运产生一定的影响.彭水水电站库区渠化航道约100～110 km,淹没主要滩险约70余个,提高航深、减小水面比降和流速,改善航运条件;在坝下游,由于汛期削减洪峰流量,枯水期增大平均流量,将提高航道通过能力和通航保证率.但是在电站调峰过程中,发电流量随负荷逐时变化,引起下游河道水流不稳定,将对航运产生一定的影响,通过非恒定流演算,对电站的日调节方式进行了分析,提出了解决方案,满足了航运对下游水流流态的要求.     

清江来水对葛洲坝水电站调度策略影响研究

葛洲坝水电站调度难点主要在于下游水位变化的不确定性,下游水位极易受到清江来水的顶托影响。为探索清江来水的顶托作用对葛洲坝水电站调度策略的影响,利用实测水文数据统计分析清江来水对宜昌水文站的顶托影响量,并据此分析水电站的损失出力。结果表明：清江来水对宜昌站的顶托作用随着清江来水的增大而增大、随着宜昌站流量的增大而减小,电站损失出力随着清江来水的增大而增大、随着出库流量的增大而先增大后减小,当出库流量为满发流量时达到最大损失出力值。研究成果可为葛洲坝电站调度策略提供参考,实际调度还需要结合三峡水库联合调度,优化水位控制,综合制定调度决策。     

基于LSTM神经网络的水电站短期水位预测方法

针对常规水位预测方法信息挖掘能力不足和启发式算法机理不明确等缺点,提出了一种基于长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络的水位预测方法。该方法采用水位和出力等直接监测数据,避免了出入库流量等间接计算值带来的二次误差,进而提升水位预测的准确率;采用梯度下降法与Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS)算法相结合训练模型,Wolfe-Powell线搜索方法选取步长,提高模型收敛速率。将该方法用于葛洲坝水电站的上下游水位预测,结果表明,该方法能够实现下游水位连续6 h和上游水位连续3 h的准确预测,具有较高的预测精度和实用性,为葛洲坝水库的实时调度提供了技术支撑。     

水电站利用下游消落水位发电时厂房水位流量关系探讨

对水电站而言,厂房断面水位流量关系是确定水头的依据之一,其分析计算是电站水能计算中很重要的工作。一般情况,水位流量关系分天然和受回水顶托影响两种,贵州省洪渡河上红毛洞水电站下游沙坝水电站已建并运行多年,上游冉渡滩水库正在建设中,红毛洞水电站利用了下游电站3m的消落水头,其水位流量关系有一定的特殊性。文章以红毛洞水电站为例,对利用下游电站消落水位发电时的厂房水位流量关系进行探讨。     

基于权重修正和DRSN-LSTM模型的向家坝下游水位多时间尺度预测

为从大量水位影响因子中提取重要特征实现水位的高效、精准预测,提出改进的深度残差收缩网络与长短时记忆网络的混合模型用于多时间尺度水位预测。选取水位、流量、电站出力等数据拟合为高维特征输入的形式便于网络提取水位变化的动态特征。利用新的半软阈值函数消除深度残差收缩网络的恒定偏差并降低水文数据中的噪声干扰。根据预测误差,采用新构建的误差权重修正函数配合交叉熵函数对水位影响因子进行权重修正。阿基米德优化算法被用于调整长短时记忆网络的参数。将新模型应用于向家坝水电站下游水位的多时间尺度预测,结果表明,该方法的预测精度比现有CNN-LSTM、SVR等模型分别提高47%、61%,预测效率分别提高57%、20%,其短期、中期和长期的最大预测误差为0.09 m、0.14 m、0.31 m,证明模型在多时间尺度的水位预测中取得良好的精度和效率。此外,考虑支流流量后的预测误差最高可降低0.03m,证明模型对回水顶托等复杂水文的适应性,研究成果为洪水预测和城市雨洪预警提供新思路。     

向家坝水电站下游非恒定水沙特性研究

水电站日调节和泄洪引起的非恒定流改变了下游河道的天然水沙过程,将影响下游河道的防洪、航道、港口及船舶航行安全,需研究坝下非恒定流的传播规律、关注航道内比降与流速的变化以及航槽内的输沙特性,实现水电与航运协调发展.结合向家坝水电站下游滩段的物理模型试验与坝下一维数模计算的成果,开展了电站下泄非恒定流对下游水位、流量、比降、流速及输沙的影响研究.结果表明:日调节引起的坝下水位、流量变化沿程坦化,水位与流量变幅沿程减小;随着电站泄水波的行进,峰前瞬时比降和水流速度相应增大,退水时沿程水面比降与流速随谷减小,随后恢复原有的比降(流速)与流量关系;泄水波峰前最大比降随流量变率的增大而增加,与流量的变幅无关;非恒定流输沙率大于恒定流的输沙率.     

三峡电站调峰流量对航运的影响分析

针对三峡—枝城河道的地形特征,建立一维非恒定流模型.在三峡电站预先给定的航运约束条件下,计算电站下游的非恒定流对航运的影响并对若干调峰流量过程曲线进行分析,找出满足航运要求的调峰曲线.提出可调整葛洲坝的库容水位关系,对三峡调峰流量进行反调节,削峰填谷,以满足航运要求.     

闽江水口水电站下游航道设计最低通航水位确定方法

为了给闽江航道整治、码头建设、防洪、船闸设计提供技术参数,在外业资料缺乏情况下,采用数值模拟、外业观测、相关分析相结合的方法计算闽江水口水电站下游航道设计最低通航水位。基于非结构网格、有限体积法建立闽江干流水口水电站至马尾河段的二维水动力数学模型,通过数学模型推算闽江水口水电站下游航道沿程临时站点逐时水位,将沿程临时站点逐时水位与竹岐站、文山里站、白岩滩站等长期水文站(基准站)水位建立相关关系,采用累积频率法计算低潮累积频率90%的水位特征值作为基准站设计最低通航水位,通过该相关关系计算沿程临时站设计最低通航水位。计算结果表明,临时站逐时水位与基准站逐时水位线性相关关系较好,相关系数基本在0.9以上,由该相关关系及基准站设计最低通航水位获得的闽江干流水口水电站下游航道设计最低通航水位值相对合理可靠。     

洪家渡水电站在梯级和电网中的地位与作用

洪家渡是乌江干流梯级中唯一具有多年调节库容的水电站.该电站在提高乌江梯级水电站保证出力、减少下游梯级电站弃水调峰,以及提高贵州电网火电机组负荷率方面作用巨大.电站建成后,可使东风、乌江渡水电站6～10月的平均出力减小67.4MW;减少这两个电站的弃水调峰电量损失约2.15亿kW*h;可增加的高峰电量及枯期电量,均占电量增量的43%左右;使电网中的火电机组年利用小时数提高约120h.     

丰满水电站重建工程大坝施工导流设计

丰满水电站重建工程为在原大坝下游120 m处新建一座大坝,在施工导流设计上充分利用了原有建筑物,将老坝作为新建工程施工的上游围堰,左岸三期厂房机组作为导流泄水通道之一,同时利用原有水库的调蓄能力汛期按汛限水位正常运行,并考虑洪水预报成果,进行库水位调蓄控制。在综合考虑上述因素的基础上,结合施工导流的特点,对导流方案、导流标准进行了比选,并对导流建筑物进行了设计。     

三峡电站汛期调峰对通航影响的研究

三峡电站在电力系统中主要担负调峰，调频等任务，除在枯水期进行负荷日调节外，在汛期承担一定的调峰任务也是十分必要的，水工模型试验研究表明，三峡电站汛期调峰时，运用葛洲坝电站进行反调节，两坝间和葛洲坝下游河段的水力指标可以满足航运要求。     

淜头水电站对辛安泉域水环境影响分析

从淜头水电站泥沙淤积对泉水出露的影响、电站回水对泉水出流的影响、水电站取水对泉域的影响和固体废物对水环境影响4个方面阐述淜头水电站的建设对当地水环境影响的因素、程度，并提出相应防治措施，为保护辛安泉域水环境及水电站安全生产提供了科学依据。     

水轮机工作密封压力波动缺陷处理

针对葛洲坝水电站及其他几个水电站大型水轮发电机组在运用过程中工作密封经常出现压力波动的情况,提出了在小规模检修状态下采用调整水轮机密封环水平度以及局部加垫的方法来解决压力波动问题.实践运行证明,该方法具有工程有效性,为水轮机工作密封的安全运行提供了保障.     

丰满水电站重建工程施工期洪水调度及供水保障方案研究

丰满水电站重建工程施工期仍由原丰满大坝承担挡水、泄洪任务,并兼作上游围堰。丰满水库的防洪、供水任务不能因为重建工程施工而改变,期间丰满三期水电站独立运行改造后承担发电和保下游供水任务。为了更好地解决重建工程施工期间防洪供水矛盾,在确保原工程承担的防洪、供水及发电等社会责任的同时,为重建工程提供可靠的施工条件是本洪水调度及供水调度保障方案研究的目的,其研究成果可作为重建工程施工期间水库调度运用的依据。本文结合梯级水电站特点和重建工程施工期防洪和供水任务、临时建筑物施工度汛及极端工况等约束条件,研究提出了相关方案,其研究思路综合考虑的各方面因素可供类似工程借鉴参考。     

大型Kaplan水轮机转轮密封改进

葛洲坝等几个水电站的Kaplan水轮机的转轮密封采用"λ"型结构,在运用中常常出现密封失效现象,造成大量漏油环境污染。葛洲坝水电站改用了一种摩擦系数小的多层"V"型密封,双向布置,收到了好的效果。