流域梯级开发（共8篇）
流域梯级开发 篇1
水运具有占地少、污染轻、能耗低、运量大、成本低的比较优势, 发展航运是节约土地资源, 减少能源消耗, 降低运输成本, 防止环境污染, 贯彻科学发展观, 建设节约型社会, 实现可持续发展战略的迫切要求。松花江为全国内河水运主通道和国家开放水域, 是黑龙江水系水运网的主骨架, 黑龙江省水运量80%左右发生或经过于松花江。加快松花江航道建设对促进我省老工业基地振兴和对俄经贸战略升级具有重要作用。
积极推进松花江梯级开发建设。松花江流域水资源量相对紧缺, 人均水量低于全国平均水平。为从根本上解决问题, 从松花江的实际情况出发, 根据国务院1994年对松辽流域水资源综合规划的批复意见, 对松花江采用局部渠化和航道整治方案已经启动。随着水资源综合开发利用步伐的加快, 对天然航道进行渠化通航是航运发展的必然趋势。初步规划在松花江中游建设7座航电枢纽进行梯级开发。大顶子山航电枢纽于2004年开工建设, 现主体工程已发挥效能, 2008年完工。松花江梯级开发建设得到了省委、省政府和交通部的高度重视, 依兰航电枢纽建设分别列入省、部“十一五”建设规划, 目前, 该项目的前期工作正在紧张进行之中, 争取2009年开工建设, 同时开展了悦来等航电枢纽的前期工作, 进一步加快梯级开发建设的步伐。
松花江梯级开发是一项多功能的综合利用水资源的工程, 通过建设航电枢纽, 充分发挥其综合效益的同时, 大力改善航行条件, 构建水运大通道, 为流域经济发展做出重要贡献。
利用中俄两国共同拥有3500多公里界河的天然纽带和松花江开放水域, 构建中俄运输大通道。利用松花江—黑龙江得天独厚的区位优势, 构建中俄水运大通道, 解决中俄贸易运输“瓶颈”问题, 使我国在全球资源竞争中占有优势, 满足我国经济发展的重要资源需求, 在保证国家能源安全战略的实施中发挥重要作用, 并进一步巩固中俄战略协作伙伴关系。
利用江海联运通道, 解决三江平原地区粮食运输困难, 为保证国家粮食安全发挥作用。三江平源地区是重要的商品粮生产基地, 我省粮食外运一直较为紧张, 而这一地区正处于黑龙江、松花江、乌苏里江干流航道腹地, 加快发展江海联运是保障国家粮食安全的重要环节。
在重大件运输中发挥优势, 为促进东北老工业基地振兴做出贡献。我省将利用重型装备制造的产业基础, 依托大型骨干企业和集团, 重点发展电站成套设备、重型机械装备、重型数控机床等优势装备。哈尔滨电站集团生产的产品是我国一流电站设备, 在国际上有很强的竞争力。哈电集团、一重等装备业外运的设备重件多、大件多, 公路、铁路运输困难, 成本高。松花江水运主通道建设为发挥水运通道优势, 发展重大件运输, 促进我省工业基地振兴提供了有力支撑。
配合“哈大齐工业走廊”建设, 开辟松花江能源运输专线。哈大齐工业走廊是我省集中资源优势, 打造带动全省加快发展的重要增长板块, 工业走廊建设的发展必将增加对能源的需求和建筑材料的需求。哈大齐工业走廊基本是沿松花江、嫩江布局的, 沿江的哈尔滨三电厂、富拉尔基二电厂将随航道条件的改善增加水运煤炭需求量, 上游吉林省松源港建设完成后, 水运至吉林省煤炭将大幅度增长。通过松花江航道梯级开发建设, 改善通航条件, 开辟松花江能源运输专线, 为我省区域经济发展战略的实施发挥重要作用。
摘要：加快松花江航道建设对促进黑龙江省老工业基地振兴和对俄经贸战略升级具有重要作用。
关键词：松花江梯级开发,航道建设,对俄经贸战略
流域梯级开发 篇2
浅谈九龙江流域梯级水电站的环境影响及对策
摘要：本文通过对九龙江流域各干流的`梯级水电站开发情况调查基础上,分析其所产生的影响并提出了改善九龙江水环境管理的意见和建议.作 者：傅斌 作者单位：上杭县环保局,福建,龙岩,362300期 刊：化学工程与装备 Journal：CHEMICAL ENGINEERING & EQUIPMENT年，卷(期)：,“”(4)分类号：X8关键词：九龙江 梯级水电站 环境影响 对策
流域梯级开发 篇3
随着我国改革开放事业的日益发展,山区农村小水电事业亦有长足的进步。小水电的快速开发建设,为地方经济建设发展起到了重要的促进作用,因此人们对农村小水电的发展也越来越关注。但是,在水电开发建设过程中,人们主要考虑的是地区经济的发展和发电效益,而对生态环境的保护考虑甚少。水电梯级开发,尤其是引水式电站会造成拦水坝与厂房之间的河段断流而形成减(脱)水段,会对流域生态环境造成严重的影响,见图1。因此,加强流域生态需水研究,确定电站闸址下泄流量,以满足生态环境的需水要求就非常迫切和必要。
1 研究区域概况
白沙河流域位于四川盆地西部边缘天全县境内(E102°32′～102°46′,N30°4′～30°21′),属山地地形,森林植被良好。流域属亚热带季风气候,区内气候温和多雨,多年平均气温15.1℃,年均降雨量1 815.3 mm,年均蒸发量955.7 mm。白沙河为天全河一级支流,发源于天全县西北部的高山区,干流经小河乡,于青石乡沙坪处汇入天全河,全长48 km,流域面积338 km2。河口多年年均流量为18.6 m3/s,枯水期流量为4.67 m3/s。
白沙河流域水力资源丰富,理论蕴藏量为12.07万kW,可开发量为8.93万kW,已开发量为6.73万kW。自流域上游而下依次建设有盆带口电站(在建)、天生桥电站(在建)、两层岩电站(在建)、玉头溪电站、交脚河电站、黄沙河电站、龙池口电站、龙门电站、龙打沟电站、小河电站、白沙河电站、大溪口电站、大瓦电站、顺河电站和牛栏头电站等15个电站,其中前8个电站为引水式梯级开发。流域内梯级开发电站地理位置见图2。
2 水文数据资料分析
由于白沙河流域缺乏实测径流资料,本文采用代表站法和等值线法[1]移用邻近天全水文站的径流资料系列。考虑到流域降雨的不均匀性,因此加入降雨修正系数对面积移用系数进行修正,即K=Kf×Kp=0.211 543,其中,Kf为面积修正系数,Kp为降雨修正系数。流域年径流参数R=1 606 mm,Cv=0.14,Cs=2Cv,其中,R为年径流深,Cv为变差系数,Cs为偏态系数。根据天全水文站1961～2000年水文资料,可分析得到白沙河干流及主要支流与梯级电站各减水河段断面相关水文数据。
3 流域生态需水量核算
3.1 生态需水量组成及其耦合关系
针对白沙河山区性小河的特点,流域河道内生态需水量主要包括河流基流量、蒸发需水量与输沙需水量;河道外生态需水量主要包括人工植被需水量、水土保持需水量与农村生态需水量。
河流生态需水总量并不是上述各项分量的简单加和,而是根据它们之间的耦合关系来分析确定,其相互关系为:
式中:W为河流生态需水量;Win为河道内生态需水量;Wout为河道外生态需水量;Wb为河流生态基流量;Ws为河流输沙需水量;WE为河流蒸发需水量;Wp为人工植被需水量;Wα为水土保持需水量;Wc为农村生态需水量。
3.2 河道内生态需水量核算
3.2.1 生态基流量
采用实测河流最小月平均径流量的多年平均值作为河流的基本生态需水量,计算公式[2,3]为:
式中:Wb为河流基本生态需水量,亿m3;Qimin为第i年实测最小月平均流量,m3/s;T为换算系数,其值为31.536×10-2;n为统计年数。
根据白沙河流域径流资料系列,分析得到多年最小月平均流量为4.10 m3/s,由式(4)计算得白沙河生态基本需水量为1.293亿m3。
3.2.2 蒸发需水量
根据水面面积、降雨量、水面蒸发量,可求得相应各月的蒸发需水量,计算公式[4,5]为:
式中:WE为水面蒸发需水量,m3;A为各月平均水面面积,m2;E为各月平均蒸发量,mm;P为各月平均降雨量,mm。
其中:
式中:L为河流长度,m;
由气象数据可知,白沙河流域1月与12月的降雨量小于其蒸发量,因此蒸发需水量为1月与12月需水量之和。故白沙河水面蒸发需水量为1 612 m3,详见表1。
3.2.3 输沙需水量
白沙河非汛期流量很小,基本不具备输沙功能,因此白沙河全年输沙需水量为汛期输沙需水量,其计算公式[6]为:
式中:Ws为输沙需水量,亿m3;St为多年平均输沙量,万t;Cmax为多年最大月平均含沙量,kg/m3;Cij为第i年第j月的月平均含沙量,kg/m3;n为统计年数。
由于流域缺乏输沙资料,本文采用盆带口、天生桥、两层岩三个电站断面多年平均输沙量的平均值(0.452 kg/m3)作为白沙河的多年平均输沙量值,实测最大含沙量(10.44 kg/m3)代替最大月平均含沙量进行白沙河输沙需水量核算。由数据可知:
根据公式(8)计算得白沙河输沙需水量为0.254亿m3。
3.3 河道外生态需水量核算
3.3.1 人工植被需水量
白沙河两岸的人工林草与工程建设恢复植被需水量采用植被耗水量法[7]进行核算,详见表2。
由表2可求得白沙河人工林草与工程建设恢复植被需水量为840万m3。
3.3.2 水土保持需水量
利用白沙河降雨和径流资料分析水土保持措施的减水减沙作用,构建降雨产流模型,再采用模型计算某一时期流域未治理时的产流量,与同一时期实测径流量比较,其差值即为水土保持需水量。具体的模型[5,8]计算如下:
式中:Wα为年径流量,万m3;P*α为年降雨指标,mm;α为年内各级径流权重的多年平均值,万m3;P1,P30,Pf,Pα分别为最大1 d,最大30 d,汛期和年降雨量;
采用白沙河1961～1980年水文资料数据回归出参数α,β,得到回归曲线为:
根据回归曲线式(12),结合相关水文资料数据,可核算白沙河1981～2000年均水土保持需水量,其结果为0.205亿m3。
3.3.3 农村生态需水量
白沙河流域农村生态需水量主要包括农村植被需水量、农村生活需水量和牲畜饮水量,本文对水平年(2005年)进行核算。
(1)农村植被需水量。农村植被需水量主要包括农作物和园地灌溉需水量,本文采用面积定额法[9,10]进行核算。农作物需水量根据不同农作物生态需水定额与其播种面积的乘积计算,结果为380万m3,园地灌溉需水量为茶树、果树生态需水定额与其面积的乘积,结果为20万m3。
(2)农村生活需水量。农村生活需水量为农村人均需水定额与农村人口的乘积,计算公式[11]为:
式中:Wj为农村生活需水量;kj为农村人均需水定额,L/(d·人),Rj为农村人口。
根据天全县农村生活需水标准,白沙河流域人均需水定额为120 L/(d·人),根据公式(13)计算结果为20万 m3。
(3)牲畜饮水量。农村牲畜饮水量采用式(13)进行计算,其中kj为牲畜平均饮水定额,Rj为农村用水牲畜数量。
根据天全县农村牲畜需水标准,大牲畜饮水定额为40 L/(d·头),小牲畜饮水定额为20 L/(d·头),根据公式(13)计算结果为40万m3。
由以上3部分需水量可求得白沙河流域农村生态需水量为460万m3。
3.4 生态需水量结果分析
根据白沙河流域各部分生态需水量,见表3,由式(1)～式(3)计算出河道内生态需水量为1.293亿m3,占径流总量的22.0%,河道外生态需水量为0.251亿m3,占径流总量的4.3%,生态需水总量为1.544亿m3,占径流总量的26.3%。
4 梯级电站大坝最小下泄流量的确定
白沙河属于山区小型河流,河道狭窄,河谷深切,多呈“V”字型。根据白沙河的实际情况与Tennant法[12,13]的定义和原则,确定白沙河梯级开发电站减水河段生态基流量的适用标准,见表4。
根据白沙河梯级电站1961～2000年相关径流数据,由Tennant法计算梯级电站各减水河段断面不同时期需要的生态基流量,详见表5。
由表5可知梯级电站减水河段各断面所需的最小生态基流量,减去各断面上游及区间来水量,则可求得不同时期为满足不同断面处最小生态基流量闸址应下泄的最小流量,详见表6。
5 结 语
(1)河流系统作为一个统一的功能实体,环境、生态与资源三项功能之间不能割裂开来,而是有着相辅相成的关系。本文根据各需水分项之间的耦合关系来分析确定,计算得到白沙河流域生态需水量为1.544万m3,占径流总量的26.3%。由于河流蒸发需水量很小,因此河道内生态需水主要满足生态基流量要求;而河道外生态需水主要满足水土保持需水量和农村生态需水量要求。
(2)白沙河流域为低坝引水式水电梯级开发,河流形成了不同程度的减(脱)水段,需要各电站闸址下泄流量满足其生态环境的需水要求。流域电站下泄流量主要为枯水期,其中最枯月下泄流量最大。本文采用的Tennant法是一种经验方法,只能对其粗略的估算,且下泄流量为瞬时流量。
(3)从生态需水的组成和数量上看,白沙河流域主要是水电梯级开发造成的工程性缺水。在加大水利工程建设,加快山区经济发展的同时,减少对生态环境、水资源等的负面影响尤为重要。因此,需要对山区性河流生态需水进一步研究,以确保水资源的合理开发利用,促进流域可持续发展。
5 结 语
(1)交流调速系统惯量辨识值均收敛于某一值,当加入惯性负载后示波器所显示的平均电压值呈比例升高,与实际辨识值变化趋势相同,这说明转动惯量参数辨识算法正确,为速度环PI参数自整定奠定了坚实的基础。
(2)速度环采用PI参数自整定策略,无需手工调整控制器参数。经自整定后,速度环响应时间短,稳态无静差,极大地提高了调速系统的性能。
流域梯级开发 篇4
F-H冲突理论是在亚对策分析方法的基础上发展起来的冲突理论。1971年,Howard在他的著作《Paradoxes of Rationality》中,提出了奠定冲突分析领域基础的理论——亚对策分析方法[1]。1979年,加拿大滑铁卢大学的Fraser和Hipel教授对亚对策分析做了改进,从而形成了F-H冲突分析方法[1]。F-H冲突分析方法是一种局势分析方法,包括建模和稳定性分析两个部分。其中,建模是研究冲突的本质结构,确定冲突涉及的局中人及其策略集,由此确定冲突的可行局势并计算局中人的局势偏好向量,进而确定各局中人局势的单方改进局势;稳定性分析是运用合理性、相继稳定性、同步稳定性等判断准则分析各局中人的局势稳定性,进而寻找冲突的平衡点,在多于一个平衡点的情况下,对这些平衡点进行可行性分析,确定冲突的最可能解。
本文采用上述方法对流域梯级水库利益主体的冲突问题进行分析和研究。首先从矛盾的现实世界中将要分析的问题加以抽象,建立冲突分析模型;然后进行稳定性分析;最后对结果进行分析与评论,以便为决策者提供必要的决策信息。
1 流域梯级水库利益主体的不平等性分析
在流域梯级水库联合调度中,上游水库的建设、运行和变化对下游水库的发电、供水、防洪、航运等方面均产生非常重要的影响[2,3,4],因此,下游水库的效益依赖于上游水库的建设和运行。可见,下游水库处于弱势地位,上游水库处于强势地位。
在流域梯级水库补偿效益分摊中,由于两方面的原因导致水库补偿效益分摊在实践中难以实施。一方面是技术因素,即水库补偿效益计算方面存在困难[5,6];另一方面,水库建成后,下游水库出于自身私利(不完全理性),使补偿调节水库的补偿效益没有得到应有的返还,尽管补偿效益的分摊具有环境经济学理论基础和相关的法律依据,但往往执行困难,所以,在这种情况下,下游水库处于强势,上游水库处于弱势。
可见,流域梯级水库各利益主体的这种不平等性来源于流域梯级水库特殊的地理位置分布和流域梯级水库联合调度的经济外部性。这种不平等性不仅导致了流域梯级水库各利益主体的矛盾冲突,而且阻碍了各种资本对水电的投入,影响了水电事业的发展,不利于梯级水电的滚动开发。
2 冲突模型的建立
2.1 冲突局中人
随着水库调度在流域水资源配置中的地位不断提升,水库补偿的范围也不断扩大,水库补偿效益的对象也由水库拓展到全流域,包括社会、经济、生态环境等诸多利益主体。本文将各个具体的利益主体抽象为两类:补偿方主体和受偿方主体,这两类主体即是冲突局中人。
流域管理机构担负着促进全流域综合效益最大、维护流域可持续发展的重要职能,因此责无旁贷,理应扮演冲突协调者的角色,担负起促进补偿方与受偿方合作的责任,使流域梯级联合调度、统一配置水资源成为可能。可见,流域管理机构也是冲突局中人。
注:局中人1代表补偿利益主体;局中人2代表受偿利益主体;局中人3代表流域管理机构。
2.2 局中人策略集
对于补偿利益主体有3种可选策略:①服从流域管理机构进行流域水资源统一调度的规定,放弃考虑自身利益,以全流域综合效益最大化为目标;②不完全服从流域管理机构进行流域水资源统一调度的规定,会考虑自身利益由于统一调度而发生的损失;③不服从流域管理机构进行流域水资源统一调度的规定,完全以自身利益为重。
对于受偿利益主体有2种可选策略:①与流域管理机构和补偿利益主体充分合作,依据“谁受益,谁补偿”的原则以及认可的补偿效益分摊比例,从梯级联合调度发生的收益中拿出一部分支付给补偿利益主体;②与流域管理机构和补偿利益主体完全不合作,即使从流域统一调度中受益也不支付补偿效益给相应的补偿利益主体。
流域管理机构具有3种可选策略:①对于不服从和不合作的利益主体不实行有效的惩罚和激励措施,保持现状;对于服从和合作的利益主体不实行有效的激励措施,保持现状;②对于不服从和不合作的利益主体制定并实行严格的惩罚措施,使上下游之间的矛盾冲突局面向好的方向转变,促进流域梯级利益主体建立合作联盟;③对于服从和合作的利益主体制定并实行相关的优惠政策支持或者其他激励措施,促进上下游之间的合作,保障流域梯级联盟长期持续的稳定性。
这样,3个局中人行动策略的总数为3+2+3=8。以二进制表示策略的选择与否,即对于每种策略,当局中人选择时以“1”表示,当局中人不选择时以“0”表示,则上述3个局中人的共8种策略,可产生28=256种可能的局势。考虑到上述策略的互斥性,如补偿利益主体不可能同时选择3种策略,受偿利益主体也不可能同时选择2种策略,则剔除不可行的局势后,得到冲突分析的结果,见表1。
2.3 局势偏好分析
2.3.1 补偿利益主体的局势偏好分析
从个体理性的角度来看,补偿利益主体以自身利益最大化为目标,可见,获得收益是补偿利益主体局势偏好依据的首要原则。按照流域管理机构的规定,由于地处流域中上游,补偿利益主体担负着流域梯级联合调度“蓄丰补枯”,增加全流域水资源综合利用效益的重要使命;然而,由此却会造成自身发电、供水等效益的巨大损失,因此,一方面,补偿利益主体期望在流域管理机构的领导和控制下,通过对不合作的受偿利益主体实施惩罚措施,落实“谁受益,谁补偿”的原则,由受偿利益主体支付相应的补偿效益给自己,既可补偿自身的损失,又可保障全局的效益;另一方面,补偿利益主体认为自身服从了流域管理机构的联合调度规定,为全局利益牺牲了自身的局部利益,因此期望流域管理机构能给予自身以一定的政策扶持和奖励。而流域管理机构对受偿利益主体的不补偿行为放之任之,受偿利益主体拒绝或逃避支付补偿效益等局势对补偿利益主体是最不利的结局。可见,局势201,137,73是补偿利益主体最偏好的结局。
2.3.2 受偿利益主体的局势偏好分析
与补偿利益主体一样,出于个体理性的考虑,受偿利益主体也以争取自身利益最大化为目标。因此,一方面,受偿利益主体期望从流域梯级联合调度中受益;另一方面,又不愿支付补偿效益给补偿利益主体。由于流域联合调度将增加受偿利益主体的发电、供水、生态等方面的收益,因此,受偿利益主体期望能够获得流域管理机构的支持,允许自身以无补偿的方式参加流域联合调度。因此,局势49,50是受偿利益主体最偏好的结局。
注:局中人1代表补偿利益主体;局中人2代表受偿利益主体;局中人3代表流域管理机构。
2.3.3 流域管理机构的局势偏好分析
流域管理机构担负着促进全流域经济效益最大化、改善生态环境以及维护公平与效率的职责,因此,对于补偿效益分摊问题,必须从全流域整体出发,考虑全局最优,有效解决补偿利益主体和受偿利益主体之间的矛盾冲突,保障流域梯级联合调度的稳定运行。
在流域梯级联合调度中,处于梯级中上游的补偿利益主体占有地理位置优势,其收益最有保障。若补偿利益主体不服从流域统一调度,则补偿利益主体可获得最大的收益,而全流域的综合效益必然受到损失。因此,流域管理机构倾向于补偿利益主体服从统一调度,放弃自身利益,以保障流域的全局利益。可见,局势41,73,137,201,49,81,145,209是流域管理机构最偏好的结局,而局势44,76,140,204,52,84,148,212是流域管理机构最不满意的结局。
在上述流域管理机构最偏好的结局中,有一些结局由于不合理、不公平而不具有可操作性。如局势49,补偿利益主体为全局利益放弃了自身利益,受偿利益主体获得了收益而不必支付补偿效益,流域管理机构也实现了全局利益最优的目标,这其中只有补偿利益主体在独自承担损失;而局势81比局势49对补偿利益主体更为不利,除了独自承担损失,还要因不服从统一调度而受到惩罚。因此,流域管理机构倾向于采取惩罚与激励联合策略,一方面,对于不服从和不合作的利益主体制定并实行严格的惩罚措施,使上下游之间的矛盾冲突局面向好的方向转变,促进流域梯级利益主体建立合作联盟;另一方面,对于服从和合作的利益主体制定并实行相关的优惠政策或其他激励措施,促进上下游之间的合作,保障流域梯级联盟长期的稳定性。因此,在流域管理机构偏好的局势中,局势41,73,137,201对流域管理机构而言更具有现实性。
根据上述分析,确定各局中人的局势偏好排序结果,如表2所示。
2.4 稳定性分析
根据表1和表2,可以进行单方改进分析。如局势49,补偿利益主体选择策略①,受偿利益主体选择策略②,对流域管理机构而言,在补偿利益主体和受偿利益主体的策略不变的情况下,流域管理机构可进行单方改进,从选择策略①改变为选择策略②,将局势改变为81。局势81比局势49更有利于促使受偿利益主体选择合作策略,从而促进补偿机制的实施。因此,局势81是局势49的单方改进。局中人稳定局势的判断如下:
a. 合理局势。在这种情况下,该局中人在其他局中人策略不变时,该局势是他最好的选择,没有单方改进。
b. 稳定局势。某局中人想要由某一局势进行单方改进,对于改进后的局势,其他局中人又有新的单方改进,若这一新的局势对该局中人而言还不如改进前的局势,则局中人会停止想要做的单方改进,则该局势是该局中人的稳定局势。
c. 不稳定局势。在局中人对某一局势进行的所有单方改进中,若至少有一个单方改进不存在必然制裁,则这一局势是不稳定的。
对3位局中人的所有局势进行稳定性分析后,如果某种局势对于3个局中人来说都是合理局势或稳定局势,则该局势就是局中人矛盾冲突的均衡解;如果该局势对某局中人是不稳定局势,则该局势就是非均衡解。局势稳定分析结果见表3。
注:局中人1代表补偿利益主体;局中人2代表受偿利益主体;局中人3代表流域管理机构。
由表3可知,流域梯级利益主体冲突的均衡解为局势201和202。局势201的含义是3个局中人完全合作,即补偿利益主体选择完全服从流域梯级联合调度,从全局利益着想;受偿利益主体则与补偿利益主体和流域管理机构完全合作,为在梯级联合调度中所受到的利益支付一定比例的补偿效益给补偿利益主体;流域管理机构则采取激励与惩罚联合的策略,对采取服从和合作策略的利益主体给予政策方面或其他方式的补偿和支持,对不服从或不合作的利益主体进行惩罚。局势202的含义是局中人部分合作,主要是补偿利益主体在服从联合调度的过程中考虑兼顾自身的利益。
显然,局势201是3方共赢的帕累托效率均衡解,在这种情况下,任何一方都不可能采取只增加自身的利益而不损害整体或其他个体利益的方案,因而是流域管理层最期望的结局。在这种结局下,流域管理机构通过采取激励和惩罚的联合策略,参与和协调流域梯级利益主体的矛盾与冲突,补偿利益主体服从流域管理机构统一调度的安排,为保障流域整体利益而牺牲自身局部利益,但是补偿利益主体并不必独自承担损失,它将从流域管理机构或受偿利益主体处获得政策支持和效益补偿。
3 结 论
a. 在流域梯级水库各利益主体中,由于梯级水库联合调度的经济外部性和流域梯级各利益主体地位的不平等性,造成了流域梯级水库利益主体的必然冲突。冲突的根本原因在于各方谋求自身利益的最大化。冲突无法回避,解决的办法只能是科学的分析和理性的处理。通过建立流域梯级水库利益主体的F-H冲突分析模型,对流域梯级各利益主体中的矛盾进行细致的分析,可以理解局中人策略的相互作用,预测冲突的可能结果,指导局中人采取最佳策略。
b. 从流域可持续发展的角度出发,流域中上游补偿水库不仅要致力于自己的发展,同时还应兼顾流域中下游的利益;流域中下游受偿主体在获得流域梯级联合调度所带来的收益时,有义务分摊一部分补偿效益费用;流域管理机构在这个过程中,地位举足轻重,因而在协调流域上下游关系方面,必须采取有效的经济、技术、政策等方面的激励或惩戒措施促进上下游的合作,并建立相关的控制和信息反馈机制,以获得全流域帕累托效率均衡解。
通过流域梯级利益主体冲突分析,虽然可求得冲突可能达到的均衡状态以及达到均衡状态的大致路径,但是F-H冲突分析模型仍有2个问题没有解决:①根据F-H冲突分析方法,阻碍局中人进行局势改进的是局势改进后可能面临的制裁,但是在现实中这种制裁是否奏效取决于局中人的理性;②根据冲突模型的分析,流域管理机构的激励和惩罚措施是促进流域梯级利益主体冲突双方由不合作走向合作的关键,是促使冲突局势转变的外界环境刺激。在局中人非完全理性的情况下,采取多大力度的激励和惩罚措施才能促使局势由冲突向合作转变,是F-H冲突分析模型没有解决的问题。
摘要：在流域梯级水库补偿效益分摊中,补偿水库与受偿水库之间的冲突源于2类水库地位上的不平等性。针对这种不平等性,运用F-H冲突理论建立了流域梯级水库补偿效益分摊的冲突模型,进行冲突模型的稳定性分析,并讨论了冲突模型的最可能解。分析表明,冲突的解决有赖于补偿利益主体、受偿利益主体和流域管理机构3方冲突主体的协作,冲突理论在解决流域梯级水库补偿效益分摊冲突中具有一定的作用。
关键词：流域梯级水库,补偿效益分摊,冲突主体,F-H冲突分析模型
参考文献
[1]李会民.冲突分析与合作理论研究[D].天津:天津大学,2003.
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流域梯级开发 篇5
“十二五”中后期, 云南呈现明显的电力供应过剩局面[1,2,3], 2014年云南全年出现了约170亿千瓦时弃水电量。“十三五”期间澜沧江上游电站将陆续投产, 本文对澜沧江上游电站的出力特性进行了深入分析, 并将梯级电站出力特性与云南省负荷曲线、云南其它流域水电出力特性进行了对比, 为分析澜沧江上游梯级电站消纳方案提供参考。
1 澜沧江上游电站出力特性
1.1 澜沧江流域水电站开发规划
澜沧江干流共计21个梯级电站[4]。其中澜沧江西藏段规划开发6个梯级电站, 规划装机容量630万千瓦;澜沧江云南段上游 (以下简称澜上) 规划开发7个梯级电站, 装机容量为883万千瓦, 古水电站作为龙头水库电站, 具备季调节能力;澜沧江云南段中下游 (简称澜中下) 规划开发8个梯级电站, 装机容量1 630万千瓦, 小湾电站和糯扎渡电站为龙头水库电站, 均具备多年调节能力[5,6]。目前, 澜沧江干流已经建成电站6座, 均为澜沧江中下游梯级。
1.2 澜沧江上游梯级水电站概况
澜上梯级电站按照一库七级开发, 其中古水水电站为龙头电站, 具备季调节性能, 调节库容为6.7亿立方米。托巴和黄登电站也具备季调节性能, 调节库容分别为2.6亿立方米和8.3亿立方米, 其余水电站均为周调节或日调节电站。
“十三五”期间规划建成乌弄龙至苗尾梯级电站[7], 投产装机容量703万千瓦, 其中2016年投产苗尾电站首台机组;2017年苗尾电站和里底电站全部投产, 并投产乌弄龙、黄登电站首台机组;2018年乌弄龙、黄登电站全部投产;2020年投产托巴电站。“十四五”期间建成古水水电站。
2 澜沧江上游梯级水电站出力特性
2.1 澜上梯级单独运行出力特性
在古水水电站和如美水电站建成前, 乌弄龙至苗尾梯级电站均单独运行, 梯级电站多年平均发电量为297亿千瓦时, 多年平均发电小时为4225小时。枯水年梯级电站年发电量为235亿千瓦时, 年发电小时3 345小时, 其中丰期电量182亿千瓦时, 占全年发电量78%;平水年梯级电站年发电量为306亿千瓦时, 年发电小时4 346小时, 其中丰期电量234亿千瓦时, 占全年发电量的77%;丰水年梯级电站年发电量350亿千瓦时, 年发电小时4 976小时, 其中丰期电量264亿千瓦时, 占全年发电量的76%。
2.2 古水电站建成后澜上梯级联合出力特性
在古水水电站建成后, 乌弄龙至苗尾梯级电站与古水电站联合运行, 受古水电站调节作用, 梯级电站的出力特性有所改善, 年发电小时略有提高, 丰期发电量占全年发电量比例有所降低。乌弄龙至苗尾梯级电站多年平均发电量为302亿千瓦时, 多年平均发电小时4 310小时。枯水年梯级电站年发电量为236亿千瓦时, 年发小时3359小时, 其中丰期电量178亿千瓦时, 占全年发电量的75%;平水年梯级电站年发电量为307亿千瓦时, 年发电小时为4 370小时, 其中丰期电量231亿千瓦时, 占全年发电量的75%;丰水年梯级电站年发电量355亿千瓦时, 年发电小时5 043小时, 其中丰期电量264亿千瓦时, 占全年发电量的75%。
2.3 如美水电站投产后澜上梯级出力特性
如美电站建成后, 乌弄龙至苗尾梯级电站与如美电站、古水电站联合运行, 梯级电站的出力特性得到较大改善。乌弄龙至苗尾梯级电站多年平均发电量323亿千瓦时, 多年平均发电小时为4 590小时。枯水年梯级电站年发电量为240亿千瓦时, 年发小时3 417小时, 其中丰期电量160亿千瓦时, 占全年发电量的66%;平水年梯级电站年发电量为314亿千瓦时, 年发电小时为4 465小时, 其中丰期电量219亿千瓦时, 占全年发电量的70%;丰水年梯级电站年发电量374亿千瓦时, 年发电小时5 313小时, 其中丰期电量265亿千瓦时, 占全年发电量的71%。
从不同时期澜上梯级电站出力特性来看, 由于古水电站调节能力有限, 古水电站建成前后澜上梯级出力特性改变不大, 丰期发电量占全年发电量的比例维持在75%以上, 丰枯期出力悬殊。在如美电站建成后, 受如美电站调节作用, 澜上梯级出力特性得到明显改善, 丰期发电量占全年发电量的比例降低至70%以下。
2.4 澜上梯级出力特性与云南负荷曲线对比
在如美、古水电站投产前, 澜上梯级电站调节性能较差, 水电出力集中位于丰期的6-9月, 枯期水电平均出力不足装机容量的20%, 而云南省负荷呈现枯期大、丰期小的特点, 澜上梯级电站出力特性与云南省负荷特性匹配度较低;在古水、如美电站投产后, 澜上梯级电站丰期平均出力降低至装机容量的80%左右, 枯期约为装机容量的25%, 与云南负荷特性匹配度有所提高, 但整体匹配度依然较低。
2.5“十三五”云南各流域水电出力特性比较
云南已经建成和“十三五”规划建设的三江干流水电主要为澜沧江上游水电、澜沧江中下游水电、金沙江中游水电、金沙江下游水电。从不同流域水电的出力特性来看, 澜沧江中下游水电受小湾和糯扎渡两个多年调节电站调节作用出力特性最好, 金沙江下游的溪洛渡、乌东德电站分别具备年调节性能和季调节性能, 出力特性次之;金沙江中游和澜沧江上游电站仅具备季调节或周调节, 出力特性最差。
3 结束语
本文按照澜沧江上游水电不同的投产阶段, 对古水电站、如美电站投产前后, 澜沧江上游乌弄龙至苗尾梯级电站的出力特性进行了分析, 在古水电站建成前、古水电站建成后、如美电站建成后三个阶段, 澜沧江上游梯级电站平水年丰期发电量占全年发电量的比例分别为77%、75%和70%。然后本文将梯级电站出力特性与云南省负荷曲线、云南省其它流域水电出力特性进行了对比, 为分析澜沧江上游梯级电站消纳方案提供参考。
参考文献
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流域梯级开发 篇6
中国历来十分重视中小水电的开发建设。中小水电站群虽然规模较小, 但综合效益十分显著, 不仅可以充分利用当地水能资源, 对于改善当地居民的生产生活环境, 促进当地经济建设都有十分积极的意义。全国近1/2的地域, 1/3的县市, 1/4的人口主要靠小水电供电, 小水电在我国能源结构中占有非常重要的地位[1]。与中小流域梯级水电火热开发建设局面的相比, 针对中小流域梯级水电优化管理调度的研究尚不十分匹配, 造成上下游水资源分配不合理的现象。随着越来越多中小流域梯级水电站群建成, 梯级调度管理问题日益凸显。如何对中小流域的水电站群集中管理, 建立合理的联合调度策略, 是充分发挥小水电作用的关键。
本文通过分析中小流域水电系统的特点, 探讨了简化中小流域水电梯级优化问题的基本思路, 研究分析了针对不同需求的模型和求解策略, 对已有中小流域梯级优化求解方法的适应性进行了分析总结, 同时对今后中小流域梯级优化策略的研究提出了一些建议和思考。
1 中小流域梯级水电优化调度问题的求解策略
水库调度是利用水库对径流的调节能力, 根据水利工程工况和水文预报的结果, 有计划地对来水进行蓄放, 实现防洪、兴利。梯级水库调度有多种划分方法, 按调度目标, 可分为防洪调度、发电调度、生态调度、供水调度等, 按调度期长短, 可分为长、中、短期调度, 实时调度等, 按径流描述, 可分为确定型和部确定型调度, 按优化目标数量, 则可划分为单目标优化调度和多目标优化等。本文主要探讨以发电调度为主, 兼顾梯级综合效益的优化调度问题。
水电系统是水资源领域较为复杂的应用系统之一[2], 具有维数高, 耦合性强, 随机性等特点。梯级优化调度面临的突出难点是维数灾问题。维数灾问题与下列几方面有关。一是梯级规模, 即参与梯级调度的电站数量。二是调度问题的复杂程度, 包含目标的选择问题和各种复杂的约束条件。三是需要计算的各种与梯级调度有关随机性的因素, 如径流, 负荷, 电价等变化情况。上述三方面决定了参与调度优化计算的参数数量和梯调优化数学模型的复杂程度。过多的参数和复杂的数学模型易造成维数灾问题。因此, 利用中小流域梯级水电的特点, 结合多种方法简化这三方面的因素, 是降维和避免维数灾的有效途径。
1.1 中小流域梯级水电特点
中小流域梯级优化具有下列特点: (1) 中小流域梯级水电站装机规模不大, 调度灵活, 对电网潮流分布和系统稳定影响较小[3]; (2) 水电站单个规模较小, 但数量众多; (3) 水电站群受径流来水影响大, 枯水期水量不足, 丰水期易窝电弃水[4]; (4) 小水电零星开发, 业主单位众多, 联合调度时利益分配问题复杂。
中小流域水电站群虽然单个库容较小, 电站装机规模不大, 但全流域的水电站群合计起来, 电站整体出力和对流域丰水期和枯水期的调节补偿作用非常可观。我国大部分河流靠雨水补给, 河流水量主要取决于降水的分配。在中小流域, 降雨很快汇集成流, 水位迅速抬高。降雨过后又很快消退, 径流流量因季节变换变化显著。并且年际变化也有很大的差别。在北方干旱地区旱季河流径流很少或几乎断流, 雨季则可能出现短时水量过大而造成水电站弃水。
中小流域梯级水电站的电力生产存在以下几种常见情况。
(1) 流域内水电站单个规模较小, 调节能力不足, 装机容量小。部分流域受条件限制, 缺乏流域控制性龙头水库, 受径流来水情况影响大, 不能充分体现中小流域水库梯级优化调度的效益。
(2) 流域内水电群建设年代不同, 受当年建设条件限制, 上下游水电站发电流量不完全匹配, 很难避免弃水的问题。
(3) 流域内部分水库的主要职能是为了满足当地生产生活用水及生态环境等综合利用的需求, 水力发电并不是其主要功能。
因此对于不同类型的中小流域梯级, 要针对上述情况调整优化策略。
1.2 中小流域梯级模型简化
流域梯级水电开发建设规划中, 多根据具体条件规划, 能大则大, 不能大则小[5], 形成流域内水电站规模大小不一, 功能各有侧重。理论上全流域的水电站群都应参与梯级优化计算, 涉及的相关约束条件数目十分庞大。可以根据不同流域的特点, 将流域内的水电站按不同准则分类, 分组, 按不同类型组别确定其参与优化的方式和优化目标准则, 从而达到分解优化问题, 降低求解规模的目的。
首先根据中小流域梯级水电系统的调节能力进行分类, 减少参与优化调度计算的电站数目。流域上游一般规划有较大调节能力的龙头水库电站, 龙头水电站的作用是调节下游径流流量, 保证下游径流式水电站出力, 提高梯级整体效益[6]。因此龙头水电站调度是整体系统优化的关键。而对于日调节水电站, 受来水影响大, 梯级具有短期优化调度效益。表1列出了根据调节能力差异选择中小流域水电站参与优化的方式。
我国现有水电站大部分调节能力较差, 如云南电网107个统调电站中, 年调节能力以上的电站仅有13个, 占12%, 周调节以下的电站有87个, 占81%。按照上表进行分类计算, 参与长期优化的水电站仅有13个, 中长期优化的水电站有20个。参与优化计算的水电站数量大大减少。
其次, 将较大规模的梯级调度问题分解成较小的梯级调度问题, 从而达到简化系统模型的目的。根据中小流域内水力联系紧密程度或功能差异划分优化区域, 实行统一管理分段调度的模式。每一个组根据其特点定内部的优化方式, 并作为一个整体接受流域的统一管理。如在中长期调度时, 水力联系紧密的一组水电站群, 可以转化为一个整体进行优化。对于梯级水电站群中上游为大库水电站, 下游为一系列日调节或无调节水电站的情况, 可等价于有附加水头的单一水电站, 进行厂内优化调度计算[2]。
再次, 根据径流来水, 电网负荷条件变化情况简化调度计算, 减少重复计算。在短期优化调度时, 在系统负荷、来水变化不大的情况下, 梯级水电站的调度方案可以参考前一时段的安排, 仅挑选出部分调节能力强, 或位置特殊的电站进行局部调整, 以反映当前负荷来水变化。在减少参与计算的电站数目的同时, 降低了机组启停频率, 减少了相关损耗。
用上述几种方法对中小流域梯级调度问题进行预处理, 可以在不影响优化品质的前提下, 达到分解大规模系统的目的, 便于用现有的算法进行优化计算。
1.3 中小流域梯级优化调度的数学模型
优化调度的计算首先要将梯级水库的调度问题抽象为带约束条件的数学问题, 以运筹学理论和方法为指导, 在计算机的帮助下, 在有效的可行域内寻找符合梯级水库的优化方案。
选择合理的数学模型对处理维数灾问题很有帮助。建立梯级优化的数学模型包括确立优化目标函数和各种复杂的约束条件。目标函数的选择和约束条件的取舍要符合梯级的实际情况, 也要兼顾计算的可行性。
1.3.1 优化目标的确定准则
从最大化的利用水资源的总体思想出发, 在已知水电站水库特征的情况下, 常用的梯级优化准则有给定用水量时总电能最大或收益最大准则, 和给定负荷过程下耗水量最小或弃水最小的准则。中小流域梯级特点与大型梯级电站有很大区别, 具体模型和优化准则应当根据各流域不同的特点来选择。
中小流域梯级具有防洪、发电、灌溉、城市供水、航运, 养殖等多种功能, 优化调度是一个多目标规划问题, 但在实际工作中往往根据情况选择一个主要需求作为基本目标, 其他目标作为约束条件, 从而将多目标优化问题简化为单目标问题。表2列出不同条件下, 优化目标的选择。
为了解决中小流域水电站群易发生丰水期弃水窝电, 枯水期水量电量不足的问题。中长期优化的主要目的是使梯级水库内总储能最大[7]或减少无益弃水[8]。具体需要调节能力较大的水库, 结合径流预报结果, 在丰水期前合理降低水位, 以待来水, 在枯水期前尽可能多储水, 将水量存储到高水位。短期优化在丰水期时充分利用流量发电, 弃水最小。在枯水期时, 分时段发电, 将水电站安排在电价较高的早峰, 午峰或晚峰时段发电。
有些水库的主要功能是为了满足当地生产生活用水及生态环境需求, 水力发电并不是其主要功能, 针对这类型水库, 调度时要调整优化策略。以下列出最基本的两个目标函数。
目标函数1:水量一定时, 总发电量最大准则:
式中:Pi, t为第i个电站在t时段平均发电功率;ΔTi, t为t时段的时间长度。
如在式 (1) 基础上乘以t时段的电价因子Ct, 便成为发电总收益最大准则。
目标函数2:负荷一定时, 总耗水量最小准则:
式中:Qi, t为第i个电站在t时段的流量。
在式 (3) 的基础上增加机组启停费用qi, t, 则实现最小耗水量和最小启停费用准则。机组启停费用是指机组启停中设备损耗成本和维护成本, 通常等价于机组满负荷运行3~5 min消耗的水量[9]。
如在式 (3) 基础上乘以水头参数Hi, t, 表示t时段内电站i的水头高度, 便成为总耗能最小准则。
其中, 发电功率和发电流量的关系为P=9.8ηHQ, 其中η为电站出力系数。
1.3.2 梯级优化调度的约束条件
水电站调度优化要考虑各种复杂多变的约束条件, 一下列出几个主要的约束条件
(1) 梯级电量平衡方程:
该式表示各梯级电站在t时段的出力总和应等于该时段的负荷Pt。
(2) 梯级水量平衡方程:
式中:Vi, t+1, Vi, t为第i座水库在t+1和t时段的库容;Ii, t, ui, t分别为第l座水库t时段内的入库流量和弃水流量。
(3) 水电站出力限制:
式中:Pi, max, Pi, max分别为第i座水电站出力上下限。
(4) 水电站流量限制:
最小流量Qi, min受下游航运, 灌溉, 工农业供水的限制。最大流量受水库的泄洪能力和下游水库的防洪能力限制。
(5) 梯级水库间水流联系方程:
式中:Qi-1, t-τ为上一座水库出库流量;τ为水流滞后时间;ii, t为第i座水电站的区间来水。
(6) 各水电站库容约束:
式中:Vi, min, Vi, max为水库i的上下库容限制。
水库的上下库容限制不仅指水库最大库容, 最小库容, 还需考虑调度员根据特殊情况设置的库容限制。
2 梯级联合优化调度算法
对于较为复杂的梯级水电系统, 无论是目标函数还是约束条件, 简化成便于直接数学求解的数学模型形式非常困难, 大多无法选择解析式的优化方法, 需要寻求其他方法和途径。
对梯级优化算法的研究始于20世纪40年代, 经过几十年的研究, 研究人员提出了大量梯级优化算法。经典的算法有线性规划, 非线性规划, 动态规划, 网络流和大系统分解协调方法等。为了解决维数灾的问题, 又在这些算法的基础上发展出了逐步优化算法 (POA) [10], 和动态规划逐次逼近 (DSPA) [11,12]等。自20世纪90年代, 随着启发式算法的出现, 进一步丰富了梯级优化算法的选择, 如遗传算法[13], 模拟退火算法[14], 粒子群算法[15]和蚂蚁算法[16]等。这些算法各有优缺点, 动态规划算法计算速度慢, 易产生维数灾问题, POA算法在电站数量较多时收敛速度慢, 占用内存多。遗传算法局部搜索能力弱, 粒子群算法收敛速度快但容易陷入局部最优解。在中小流域优化调度的实际应用中, 将这些方法组合起来, 取长补短, 是求解问题的有效途径。以下是现在常用的两种求解优化问题的方法。
(1) 动态规划逐次逼近算法 (DPSA) 。动态规划逐次逼近算法的核心思想是将m维的动态规划问题分解为m个子问题, 将梯级寻优分解为单库寻优, 通过减少状态数达到降维的目的。计算时固定其余电站的状态变量, 只优化第i库的决策变量序列, 然后固定这一变量序列, 优化第i+1库。反复迭代后, 得到梯级调度的最优解。在DPSA算法的基本框架内, 还可混合其他搜索算法进行局部参数的寻优, 针对不同梯级特点确定组合方法。DPSA可以保证收敛, 但初始值的设定对收敛精度和收敛速度都有很大影响。
(2) 粒子群算法。与DPSA算法相比, 粒子群算法的优势是所需参数少, 收敛速度快。粒子群算法是模仿鸟类捕食群体智慧的一种仿生学算法。算法首先随机生成一群粒子, 每一个微粒代表问题的一组可行解。在每次迭代中, 用目标函数计算粒子的适应度确定粒子的优劣程度, 微粒不断追随最优粒子在解空间中飞行, 最终整体达到最优区域。飞行的方向和速度取决于粒子当前位置与当前全局极值和个体极值的距离。粒子群算法虽然实现简单, 但算法稳定性不如DPSA算法, 在具体应用中要适当改进避免过早陷入局部最优解。在粒子群算法中, 也可以混合其他算法的思想, 如遗传算法的交叉变异等思想, 提高算法性能。
3 结语
流域梯级开发 篇7
根据大渡河公司信息化总体规划的要求, 采用EAM领域先进的大型套装软件MAXIMO建设其流域生产管理信息系统, 借鉴国内外EAM先进管理理念结合行业领先的软件平台及先进技术, 形成发电企业生产管理的行业解决案, 该项目的建设成功探索了EAM在流域梯级水电站的应用, 在全国范围内具有较高的示范意义。
1 EAM概述
资产设备全生命周期管理系统 (EAM:Enterprise Asset Management) , 是指企业设施的价值管理和设施的全生命过程维护保养的管理系统。系统以资产管理为核心、设备运维为主线, 采用现代信息技术, 将生产管理所涉及的人力、物资、技术、安全、成本等信息关联起来, 实现企业资产全生命周期的信息管理。
2 建设目标
通过EAM系统的实施, 对企业的业务流程进行优化;结合国内外先进的维修模式, 提高大渡河公司域水电设备的可靠性, 降低维修成本;管理和规范企业的业务行为, 减少随意性, 提高标准化程度;利用数据决策, 提高决策的科学性, 实现生产管理的科学化、规范化、标准化。提高人员素质、提高工作效率。
3 系统设计思路
3.1 业务模型化
目前电力生产行业应用已经经历了单机应用, 部门应用和企业网络化应用等阶段, 已经建立起企业的基础信息设施, 随着企业应用水平的不断提高, 不断走向深入, 不断迈向集成化、智能化应用的阶段。该项目的系统设计强调业务的模型化设计, 数据的模型化设计, 采用“单组织机构-多地点” (即多site站点) 的模式, 集中部署在大渡河公司本部, 流域各级电站以实例的方式接入, 统一访问系统应用。系统根据不同的站点、不同的业务层次设置权限, 以逻辑形式进行数据划分。
3.2 信息一体化
大渡河公司已建成完整的企业集成应用系统, 包括人力资源系统、工程管理系统、财务系统等, 项目在数据模型设计上, 充分考虑企业信息化系统建设现有的数据模型, 结合生产管理的需要进行系统开发和系统集成, 最终实现企业各级业务信息的横向集成、纵向贯通。
3.3 工作流程化
工作流 (Work Flow) 就是自动运作的业务过程部分或整体, 表现为参与者对文件、信息或任务按照规程采取行动, 并令其在参与者之间传递。简单地说, 工作流就是一系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务。如果将整个业务过程看作是一条河, 其中流过的就是工作流。
电力生产管理具有很强的流程作业特点, 这要求在电力生产管理系统中, 对生产计划、运行、检修等生产业务提供流程化的作业支持。一方面实现生产过程的协同作业, 另一方面实现生产过程的实时监控。系统设计梳理了设备缺陷管理、工作票管理、操作票管理、检修计划管理等八十余项业务流程, 为系统的标准化实现提供了依据。
3.4 系统平台化
目前电力生产行业正处于不断的市场化改革过程之中, 电力生产企业正致力于进行企业流程重组, 这要求电力生产管理系统不仅要满足当前的生产管理业务, 还要能适应将来业务流程变化的需求。这要求系统在架构时, 要采取平台化策略, 通过采取灵活的设计方法、通用性设计等手段, 实现系统的平台化。以满足系统的不确定性需求和不断变化的需求, 满足以最小的代价, 实现系统的平滑升级。
4 实施的关键要点
(1) 采用“尽量覆盖和集中共享”原则:对于成熟套装软件和现有系统功能相同的情况, 一般采取成熟套装软件替代现有方式;对于成熟套装软件和现有系统功能不重叠, 同时成熟套装软件需要现有系统提供直接相关的数据情况, 一般采取一体化平台进行集成的接口方式。
(2) 合理划分组织级别:maximo系统的组织级别分成三个层次, 系统级、组织级、站点级, 各级别权限和数据范围依次缩小。“站点级”是应用最广泛的级别, 一般单一电厂或单一企业的实施可以采取, 而大渡河公司为流域多层次管理机构, 因此确定了“单组织机构-多地点” (即多site站点) 的实施模式。
(3) 完善业务基础数据:业务基础数据是指业务系统运行必须依赖的公共数据, 这些公共数据作为系统的数据基础, 为系统提供了引用和依据, 业务基础数据在业务上一般体现为业务“标准”, 包括:设备为止、设备资产、备品备件、员工、预防性维修数据、标准作业计划、安全危害及安全措施、故障体系等, 一般而言, 这些数据将是企业的知识库。
(4) 持续的学习和培训:EAM的理念和国内发电企业的生产管理模式往往存在较大差异, 新的理念和新的系统都需要一定的接受和熟悉过程, 因此系统在实施之初往往存在较大阻力。必须不断持续的对相关人员进行培训, 使相关人员逐渐认同系统, 才能使实施过程及后续的使用过程更为顺畅。
5 总结
信息化的核心是运用现代信息技术, 把先进的管理理念和方法引入到管理流程中, 提高管理效率和水平, 促进管理创新。推进管理信息化是促进企业管理创新和各项管理工作升级的重要突破口, 也是促进现代企业制度形成的催化剂。没有企业信息化就没有企业现代化, 也难以建立现代企业制度。
信息系统的实施过程也是企业转变经营观念的过程, 大渡河公司通过EAM的实施, 优化了业务流程和组织机构, 减少管理层次, 严格规章制度, 强化岗位职能, 优化企业资源配置, 提高效率, 降低成本, 完善决策程序, 增强企业在电力市场的应变能力, 全面提高企业管理水平, 促进管理创新。因此, 推进管理信息化的过程, 是对传统的、落后的管理思想、管理方式的改造过程, 是深化企业改革的过程, 是一场革命, 也是提高企业核心能力的基础。
摘要：本文通过介绍EAM在流域梯级水电站的探索与实施过程, 总结了EAM系统在设计、实施方面的成功经验, 以及实施过程中的体会与建议, 总结了EAM系统的实施为企业管理提升、效益提升起到的重要作用。
流域梯级开发 篇8
在河流水能资源的开发利用中, 为满足防洪兴利双重目的, 形成一群共同工作、一定程度上相互协作、共同调节径流、满足流域整体中各部门的多种需要的水库, 称之为梯级水电站水库群。梯级水电站水库群最主要的特点是上下库间的水力联系, 集中体现在位于上游的、较高调节程度的水库对天然来水起了调节作用, 改变下游水库入库流量的年内分配、甚至年际分配。
目前, 以流域为单元实行水资源的综合开发与统一管理, 已经在世界范围内形成了一个潮流。我国地域辽阔、河流众多, 大江大河径流充沛、落差巨大, 蕴藏着极为丰富的水能资源, 形成了十三大水电基地, 是我国能源的重要组成部分。
1 我国流域梯级水电站群联合运行模式现状
我国水能资源在地域分布上具有局部河段或区域资源集中的特点, 有利于形成规模化的水电基地, 目前我国已经形成了包括黄河上游、乌江流域、澜沧江流域等在内的十三大水电基地。
我国水电开发模式经历了四个主要的发展阶段:传统计划经济体制下的指挥部模式;市场经济体制下的业主负责制;流域、梯级、滚动、综合开发机制;混合所有制股份企业流域开发模式。
目前“流域、梯级、滚动、综合”水电开发模式, 仍然是当前乃至今后相当长时期内水电开发模式的主流, 该模式以已建水电站为母体, 用母体水电站的发电效益来逐级开发流域内的其他水电站, 以水电效益为龙头形成汇集流域内相关产业发展的综合效益, 达到开发与保护并重、实现流域资源的可持续发展。遵循水电站建设规律, 结合电力市场供求状况, 优先开发条件好, 调节能力强, 经济效益显著的水电站, 充分发挥流域综合效益。并建成了清江干流、三峡梯级、乌江梯级以及澜沧江干流等具有代表性的梯级水电站水库群优化调度模式。
2 我国流域梯级水电站群联合运行面临的问题
实现流域梯级水电站群的联合运行, 是流域梯级水电站建设发展的必然趋势, 能够大大提高流域水能资源利用效率, 实现经济效益和社会效益的最大化, 而然, 梯级水电联合优化运行仍在存在着许多挑战。目前比较突出的主要有三个方面:
2.1 组成流域梯级水电站水库群的各个电站之间发电计划的制定与协调
在作出流域洪水预测的基础上, 按照电网调度的要求, 及时调整水库调度计划, 制定组成流域梯级水电站水库群的各个电站的发电计划制定与协调是一个复杂的长期过程, 加之电力体制改革、电力市场化交易等环境因素的影响, 对流域干支流梯级水电站水库群发电计划的协调是流域梯级水电站群联合运行面临的一个重要问题。
2.2 流域各个主体之间的效益分配与补偿机制
对于梯级开发、投资多元化的流域, 在其联合运行实施中, 应充分考虑各个主体的利益, 建立完善的效益分配与补偿机制, 避免水库长期处于低水位运行, 严重影响流域的发电效益和防洪调度。
2.3 组成流域梯级水电站水库群的各个电站之间信息与资源的共享
目前我国大多数流域的信息采集系统仍不够完善, 比如水情遥测站点数量较少或者除了梯级各水电站上下游少数几个标志性的站点以外, 其余的遥测站点均同时布设了水文部门的报讯站点等, 造成重复建设。此外, 由于各系统信息采集、编制口径不一致, 限制了信息数据的共享性等。
3 我国流域梯级水电站群联合运行前景展望
目前, 我国正处于电力改革、电力市场化交易的试行阶段, 未来, 流域梯级水电站水库群优化调度将从以下几个方面取得长足的发展和进步。
3.1 流域梯级水电站水库群运行模式自动化水平提高
将水库调度原则和电力市场原则相结合, 考虑水电站工程枢纽安全、对电网运行的影响等因素的基础上, 在未来电厂“无人值班”、“少人值守”发展趋势的要求下, 提高电能传输质量, 注重设备的更新改造和预防性检修, 节省投资, 随着计算机水平不断提高, 流域梯级水电站水库群优化调度工作自动化水平将不断提高。制定合理的发电计划。提高设备自动化水平。
3.2 流域梯级水电站水库群优化调度机制更加完善
通过公平协商, 完善流域效益分配机制, 兼顾上下游和干支流之间的协调发展, 促进资源优化利用。一方面, 完善梯级水电站水库群联合调度的利益分配和补偿机制的法律保障和政策措施。另一方面, 研究联合调度的利益分配和补偿机制, 充分协调各方利益, 促进地区经济社会的和谐发展。同时确保公益性调度行为有效实施。
3.3 进一步关注流域生态环境保护等需求
将生态环境保护因素, 纳入联合调度统一考虑, 促进社会对水电的客观认识和正确判断, 积极探索梯级水库群防洪、兴利与生态环境相互协调、统一的水库综合调度方式, 减少水库群对河流生态和库区水环境造成的负面影响, 将水库群对河流生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受范围内。
4 结束语
建立梯级水电站水库群联合优化调度模式, 是未来流域水能资源开发利用的趋势。我国地域辽阔、水能资源丰富, 形成了十三大水电基地, 建设了一系列在国民经济、社会环境等方面发挥在着巨大作用的梯级水电站水库群。同时也将长期面临着各个电站之间发电计划的协调与制定面临巨大挑战、流域各个主体之间的效益分配与补偿机制不够完善、各部分之间信息与资源共享水平有待提高等问题。未来, 我国流域梯级水电站水库群优化调度模式将结合电力改革的大环境, 进一步提高流域联合调度自动化水平、进一步完善相应机制, 同时结合大环境要求, 加强对生态环境的保护等需求。
摘要：未来水能资源开发利用的发展趋势是以流域为单位实行水能资源的统一开发和利用, 即形成流域梯级水电站水库群, 梯级水电站水库群联合优化调度共同进行流域水能资源的开发、利用、治理、保护等, 实现流域水能资源的高效利用。经过长期的理论研究和实践探索, 我国形成了一系列具有共性又各具特色的水电站水库群联合优化运行模式。文章简要阐述了我国流域梯级水电站群联合运行模式现状、面临的问题以及前景展望, 具有一定的工程实际意义。
关键词：梯级水电站群,联合优化运行,前景
参考文献
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