水电站洪水调度管理论文

摘要：针对巴基斯坦卡洛特水电站施工期洪水预测预报问题，结合吉拉姆河流域特性，设计了巴基斯坦卡洛特水电站实时洪水预报系统。对预报系统结构、重要数学模型以及运行流程进行了介绍，并利用“20180420”和“20180807”洪水对预报系统的精确性进行了检验。下面是小编为大家整理的《水电站洪水调度管理论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

水电站洪水调度管理论文 篇1：

水口电站洪水仿真调度系统的开发与应用

摘 要 论述了水口电站洪水调度仿真系统的原理、作用，并阐述了该系统在水库调度中的应用。

关键词 洪水仿真调度；水库调度；应用

水电站的水库调度工作十分重要，特别是洪水的调度直接影响电厂的安全和经济效益。洪水仿真调度系统的应用可以帮助水库调度人员对历史的洪水进行仿真调度演练，把握水库流域特点，积累水库调度经验，提高水库调度水平，从而保证水库的经济、安全的运行；调度人员在洪水调度过程中可以根据设置的特征条件搜索查询历史相似洪水过程，借鉴历史洪水调度经验，指导当前实际洪水调度工作。

1 洪水调度仿真系统架构

水口洪水调度仿真系统由数据服务功能模块、调度仿真功能模块、历史相似洪水检索功能模块、洪水资料整编功能模块和人机界面展示功能模块组成，旨在为水库调度提供积累水库调度经验和提高水库调度水平的工具。洪水调度仿真系统架构如图1所示。

图1 洪水调度系统架构图

2 洪水调度仿真系统模块及功能

2.1 数据服务功能模块

本功能模块使用中间件技术实现系统与本地或异地的同构或异构数据源的数据交换。

中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯，是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。执行中间件的一个关键途径是信息传递。通过中间件，应用程序可以工作于多平台或OS环境。

中间件在逻辑上是独立的，通过数据源客户端API范围数据源系统，负责处理与异构网络和操作系统的通信处理，并最终通过统一的接口向客户端应用系统提供服务。在系统中，客户端直接通过中间件接口访问所需数据，无需关心数据源系统是在本地还是在远程服务器上，也无需关心数据源系统运行的操作系统和所处的网络结构，实现了数据的透明访问。

图2 中间件功能示意图

2.2 調度仿真功能模块

主要功能是根据用户选择的洪号、操作者以及仿真洪水时段间隔等条件读取该场洪水的历史数据，模拟仿真调度。该功能模块提供单时段演练、水位控制演练以及出库流量控制演练等多种方式帮助调度人员对历史洪水进行模拟调度，增强操作者洪水调度的感性认识以及调度经验。

2.2.1 单时段控制

该方式根据每个时段的库水位、尾水位、入库流量、预报入库流量判断下一时段的水库该如何调度、闸门该如何起闭，开度为多少等，最终给出逐时段的出库流量的具体数值；系统根据输入的调度数据，演算调度可能的结果，帮助调度人员作出正确判断。

2.2.2 水位控制

该方式是指操作者设定某时间段所要控制的目标水位值，然后根据水量平衡计算出该时间段内所需要的出库流量值。最终时段末时将水库水位控制到理想值，该模块提供边界条件限制如：出库流量限值、水位过程限值等。

2.2.3 出库流量控制

该方式指的是根据操作者所设定的时间段内发电流量、各闸门的开度计算出该时间段内的出库流量值。用此出库流量推算各时段的库水位，从而了解整个库水位控制过程。

2.3 历史相似洪水检索功能模块

模块可以根据本次洪水起水阶段的基本特征（如降雨量、来水量），设置搜索条件及误差范围，查找历史相似洪水过程，系统支持交叉条件查询；另外系统支持调度人员在历史相似洪水结果集中，根据自己经验判断哪场洪水更接近当前洪水，并以该场洪水为调度演练对象，研究最佳调度方案，从而指导当前洪水的实际调度工作。

图3 相似洪水检索流程图

2.4 洪水资料整编功能模块

主要功能是将各场历史的洪水基础水情数据资料进行整编入库。考虑到时间较久远的水文资料大多没有电子版本，所以系统提供了数据手工录入功能；同时系统还提供了EXCEL表格形式的历史洪水数据直接导入功能；由于水口建立了水调自动化系统，所以近期发生洪水的水情资料，可以由数据导入模块直接进行数据读取导入。

2.5 人机界面展示功能模块

主要功能是以列表或图形的方式展示数据。图形基于ActiveX控件技术，ActiveX是Microsoft对于一系列策略性面向对象程序技术和工具的称呼，其中主要的技术是组件对象模型（COM）ActiveX 控件是一种可重用的软件组件，通过使用 ActiveX控件，可以很快地在网址、台式应用程序、以及开发工具中加入特殊的功能。

3 应用实例

在“20130508洪水”退水段调度过程中，调度人员按照同时满足“水口洪峰、土壤湿润程度、降雨中心、降雨天数”四个条件进行历史洪水资料检索，搜索出“19940426洪水”满足要求。调度人员依据当时的实时洪水预报结果和参考“19940426洪水”退水段流量过程进行“20130608洪水”退水段调度，并用该系统的出库流量控制模块推算各时段的库水位，成功将库水位回蓄至规定的64.50米，保证水库的经济、安全的运行。

4 结束语

本文介绍的水口电站洪水仿真调度系统已经投入运行，该系统作为水口水调自动化系统的一个补充功能软件系统，实际使用后对水库调度人员把握水库流域特点，积累水库调度经验，提高水库调度水平很有帮助。

参考文献

[1]陈防震.GIS技术在龙河口水库洪水预报中的应用[J].科技资讯，2011（21）.

作者简介

陈福强（1970-），男，福建福清人，工程师，从事水库调度工作。

陈春英（1977-），女，福建闽清人，工程师，从事水库调度工作。

作者：陈福强 陈春英

水电站洪水调度管理论文 篇2：

巴基斯坦卡洛特水电站实时洪水预报系统设计及运用

摘要：针对巴基斯坦卡洛特水电站施工期洪水预测预报问题，结合吉拉姆河流域特性，设计了巴基斯坦卡洛特水电站实时洪水预报系统。对预报系统结构、重要数学模型以及运行流程进行了介绍，并利用“20180420”和“20180807”洪水对预报系统的精确性进行了检验。结果表明：卡拉斯-帕坦区间两场洪水平均洪峰相对误差和峰时误差分别为11.7%和0.5h，帕坦-卡洛特坝址区间两场洪水平均洪峰相对误差和峰时误差分别为0.55%和0.5h，结果均满足要求。巴基斯坦卡洛特水电站实时洪水预报系统能较好地对汛期洪水进行预报，为卡洛特水电站施。工期防洪度汛提供了科学依据和技术保障。

关键词：洪水预报系统;实时洪水预报;卡洛特水电站;吉拉姆河流域;巴基斯坦

中图法分类号：P338 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.07.002

1研究背景

洪水预报系统在国内研究开发已超过30a[1]，一开始通过研究国外系统总结技术经验，经过不断探索，开发了大量洪水预报系统并不断对其优化，如长江流域防洪调度系统2和黄河防洪调度决策支持系统引等洪水预报系统在我国流域防洪调度上发挥至关重要的作用。这些系统通过分析研究洪水特点及河床变形规律，采用水文学、水力学、河流动力学等相结合的方法，建立符合流域实际情况的洪水预报经验方案和数学预报模型，输人雨情和水情等信息，可对洪峰、洪量等洪水要素进行预报，为各级防汛指挥部门]提供决策依据4。

卡洛特水電站是“一带一路”首个大型水电投资项目，也是“中巴经济走廊”首个水电投资项目5。目前卡洛特水电站处于施工关键期且汛期洪水较多，因此对施工期洪水预报要求较高。为保证预报精度，预报员常需对多种预报模型计算结果进行对比，作业难度大且繁杂。为解决该水电站施工期洪水预测预报这一难题，提升预报员作业效率和精度，开发了卡洛特水电站实时洪水预报系统。本文重点介绍当前该系统设计思路、使用的方法及效果，并讨论了系统面临的问题和挑战。

2卡洛特水电站实时洪水预报系统

卡洛特水电站实时洪水预报系统主要分为预报方案构建预报系统管理和洪水作业预报三大模块（见图1）。建设思路主要是以实时雨水情数据库、历史洪水数据库、地理空间数据库、气象数据库等信息资源作为基础，依托计算机网络环境，遵循统一的技术构架，具有系统管理、预报模型管理预报方案管理、模型参数率定实时交互式预报及河系洪水预报、预报评估等功能6。

2.1预报方案构建

卡洛特水电站实时洪水预报系统对坝址进行的水文预报是由千流河道流量演算和区间小流域降雨径流预报方案组成。根据该电站坝址以上流域的自然地理特征、降雨及洪水特性，将坝址以上流域划分为8个降雨径流计算小区，吉拉姆河流域站网分布见图2。

根据降雨径流分区和分区预报方法，针对不同降雨径流计算区间，预报模型计算与修正系统水文模拟计算和洪水演算的方法也不同。当前卡洛特水电站实时洪水预报系统中的预报模型与修正系统由多个部分构成，根据不同区间预报方法，系统可分成以下几个部分。

（1）气象预报。卡洛特水电站实时洪水系统中没有气象模型提供定量降雨预报，因此，定量降雨预报由巴基斯坦国家气象局（PMD）提供。

（2）水文模拟。使用实时雨量与定量预报降雨值预测径流量。使用的模型主要有API方法，单位线（UH）演算和新安江模型（XAJ）。

（3）洪水演算。使用模型预测径流和实测径流作为边界条件，应用多个水力学模型和统计模型洪水演算程序计算不同站点的水位和流量。使用的模型有马斯京根法，相关图方案和水位流量关系转换。

（4）参数率定。采用人工试错和自动优选2种模型参数率定方式，对水文模拟模型和洪水演算模型参数进行率定，并将流域特征参数、属性和率定后的模型参数配置到定制的预报方案中，构成应用支撑平台中的方案实现类库。

（5）后验分析。即人工对模型结果进行分析的过程。结合不同模型给出的预报结果，考虑到人类活动或天气动力带来的不确定性，最终确定预报值，这是当前卡洛特洪水预报系统中非常重要的一不。

2.2预报系统管理

卡洛特水电站实时洪水预报系统具有完善的用户管理、预报模型管理、预报方案管理和水文站点管理功能。

（1）数据管理。可对实时雨水情数据库中的错误数据、输入缺报的实时雨水情、假定的未来雨水情数据以及预报模型参数进行输入和修改。

（2）水文站点管理。分为系统站点管理和方案站点管理2个部分。系统站点管理主要是在电子地图上增加、刪除、修改水文站点的属性;方案站点管理主要是管理预报方案中所用的预报根据站，定义区域输入中用于计算面雨量的雨量站号，定义流量站的流量组合关系，由一般用户管理。

（3）预报模型管理。可增加、删除、修改预报模型，由管理员管理。

（4）预报方案管理。可删除、修改预报方案及其属性，由一般用户管理。

2.3洪水作业预报

作业预报是卡洛特水电站实时洪水预报系统最主要的组成部分，依据人工输入的流域定量降雨页报、上游断面洪水预报等数据做出预报断面洪水预报。预报人员可根据实际需要选择预报河系和预报断面。实时洪水预报系统预报河系可选择吉拉姆河尼拉姆河以及昆哈河，预报断面有以下两种选择方式。

（1）河系洪水预报。在某一河河选择多个预报断面，每个断面一个方案一次连续运算，即下游断面依据上游断面当次的预报结果进行预报。

（2）交互预报。在某一河系选择一个预报断面，多个预报方案一次运行。

根据原预报结果和最新的实测资料，需对洪水.预报结果进行实时校正以提高预报精度，还需要结合预报员经验和预报会商，对模型计算的预报结果进行综合分析，并提供对外发布的预报结果。

3实例计算

目前，卡洛特洪水预报系统由多种模型和方法组成，结合气象预报，水文模拟和水力学洪水演算，加之预报员经验分析，可为卡洛特水电站坝址提供6～12h洪水预报。在利用历史资料对预报系统中的模型进行参数率定与验证后，为验证实时洪水预报系统预报洪水的可靠性和实用性，选取“20180420”和“20180807”洪水（见图3～4）为典型洪水，利用该系统对吉拉姆河流域卡拉斯-帕坦区间和帕坦卡洛特坝址区间洪水进行检验，对洪峰、峰现时刻的相对误差进行统计，最终评定总体效果见表1～2以及图5～6。

由上述图表可以看出，卡拉斯-帕坦区间检验*20180420”和“20180807”洪水的洪峰平均相对误差和峰现误差分别为11.7%和0.5h，帕坦-卡洛特区间检验这两种洪水的洪峰和峰现误差分别为0.55%和0.5h，方案总体效果良好，预报洪水趋势基本与实况洪水一致。计算洪峰流量值和峰现误差与实况相差较小，洪峰预报、峰现时间预报效果良好。

4结语

本文介绍了卡洛特水电站实时洪水预报系统的结构、模型和运行流程，并利用2018年两场典型洪水对系统预报的准确性进行了检验。实践表明，卡洛特水电站实时洪水预报系统为吉拉姆河流域卡洛特水电站施工期提供了有效的洪水预报，预报精度满足GB/T22482-2008《水文情报预报规范》们对洪峰和峰现时间预报精度的要求，可为卡洛特水电站施工期顺利度汛提供科学依据和技术保障。

预报模型的参数直接影响洪水预报的精度，但由于近3a典型洪水较少，导致预报模型的参数未达到最优。随着资料积累，洪水次数的增加，后续将对预报模型中的参数进行进一步优化，不断提升卡洛特水电站洪水预报系統的洪水预报精度。

参考文献：

[1]谢鸣超.基于新安江模型的洪水预报系统设计与实现[D].南昌：南昌航空大学，2018.

[2]喻杉，罗斌，张恒飞.长江流域防洪调度决策支持系统设计初探[J].人民长江，2015，46（21）：5-7，26.

[3]任伟，魏军，杨涛.黄河防洪调度系统应用与展望[J].中国防汛抗旱，2011，21（3）：49-51.

[4]包为民.水文预报[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[5]邓颂霖，杨军，邴林，等.巴基斯坦卡洛特水电站施工期水文气象服务实践[J].水利水电快报，2019，40（8）：13-16，34.

[6]陆玉忠，胡宇丰，李匡，等.水电站施工期洪水预报系统设计与开发[J].水利水电技术，2017，48（4）：30-34.

[7]GB/T22482-2008水文情报预报规范[S].

（编辑：唐湘茜）

作者：刘启松　邓颂霖　徐志　刘应武　周苗

水电站洪水调度管理论文 篇3：

电网事故的回顾与分析及对电网调度管理的建议

摘要：伴随着科技的进步，电力行业取得了較大的发展，我国电网的连接范围越来越大。笔者结合多年工作经验，对各类电网事故进行了回顾与分析，总结了历年来我国各地电网事故发生的特点。电网调度管理工作可以有效遏制电力事故的产生，加强电网调度管理是电力行业建设者工作的当务之急。本文对历年来国内外典型的电网事故进行了回顾与分析，对电网调度管理的措施做了简单介绍。

关键词：电网事故回顾分析电网调度管理措施

为了满足市场的需求，电力体制改革的步伐不断加快，国家越来越重视电力行业的发展。电力行业逐步向商业化转型，电力市场也不断扩大，电网调度工作因此面临着巨大的挑战。近几年，无论是国内还是国外，电网事故发生频繁，这就需要行业管理者对历年来国内外典型的电网事故进行回顾与分析，了解事故产生的原因，根据实际情况采取有效地措施，保障我国电力行业的快速发展。

1 电网事故的回顾与分析

1.1 自然因素 强风、冰雹、地震、洪水、沙尘暴等天气都会不同程度上引发停电事故。笔者结合多年电网管理工作经验，对几种典型的自然因素对电网产生的影响做了简要介绍。2005年，江苏受大风灾害的影响，产生了严重的电网事故，对整个华东地区的供电状况造成了极大的困扰。风灾的表现形式主要有两种，一种是沿海地区的强台风，另一种是内陆地区的飓风、龙卷风。风灾危害主要表现为输电线路闪络、受雷击电网跳闸导致停电等。另外，风灾还会导致电网倒坍，对电网的正常运行也会产生严重的影响。2008年南方各大城市受严重雨雪天气的影响，国内电网出现严重的问题，冰雪灾害对电网的影响主要表现在：线路开关受冻、输电设备闪络、电线杆倒塌等；同一年，四川汶川发生严重地震，导致国家电网受到严重损害，地震对电网最大的影响是直接摧毁电网设备，导致大范围的电网事故。

1.2 人为因素 人为因素主要包括设备、网架、市场、技术等。2005年，新疆一地区电网受线路老化，导致严重的电网事故。电网设备的老化和质量问题对电网的安全工作会产生严重的威胁，受市场经济的影响，社会对电网设备的要求越来越高。2003年伦敦城市大规模停电，社会秩序受到严重的影响，伦敦出现电网事故的主要原因是操作人员错误地安装了保险丝，技术因素对电网的安全有较大的威胁。美国“8.14”大规模停电事故引发了世界对电网事故的广泛关注，电力市场仍然存在很大的缺陷，从而导致严重的电网事故。

2 电网调度管理的措施

2.1 完善电网结构 电网调度管理工作的首要任务是完善电网结构，目前，各地电网规模较大，因此，电网之间不能相互交接，不同电压的电网更加不能相交。上文中介绍的多种电网事故其电网结构均属于网络状，一旦某位置发生问题，其他环节就会产生连锁反应，造成严重的电网事故。

2.2 保持电力平衡 全国区域内的电网应该保持基本的电力平衡，保障同一电网内部的有功功率可以进行互相供应，无功功率在封网内保持电力平衡。如果某地区电网内的有功功率不平衡，电压就会明显下降，电网内部的整体频率和电压不会因此受到影响，但是该网络内的输电网络会出现较大的波动，对整个电网也会产生较大的影响。同一电网内，如果某环节电压不稳定、电力不足，应该快速将其负荷切断，保障电力平衡的同时，保障电网的安全。

2.3 运用自动减负荷系统 为完善电网调度管理工作，还应该运用自动减负荷系统，该系统不仅可以控制电力事故的规模，还可以保障电网的安全运行。电网事故通常是由输电线路承载过重的电荷产生的，为了保障供电的安全，调度管理人员通常运用事先准备好的电源增加电力，供电负荷保持不变，事故发生后，及时拉闸即可控制事故的影响范围。为了精准地判断事故发生的原因，在电网中安装自动减负荷系统，对输电网中超出的电荷进行自动削减，从而减少事故的发生。

2.4 电网调度管理与电网发展相适应 电网调度管理工作的范围较广泛，输电和配电等工作都包含在电网调度管理工作之内。目前，我国绝大部分地区的电网采用统一的调度方式，有些地域受人为因素和自然因素的影响，将多个独立的调度系统进行整合，完成电网调度管理工作。另外，受市场经济的影响，电网调度管理应与电网发展水平相适应，我国各地经济发展水平差距较大，电网调度管理工作必然存在较大的差异。

2.5 开发电网自动安全系统 随着电力行业的发展，电网越来越稳定，安全指数也越来越高，但是一旦出现事故，其解决措施就尤为复杂，开发电网安全系统是电力行业建设者的当务之急。目前，全球范围内比较完善的电网安全保障措施有电力系统稳定器、快速保护装置以及能量管理系统等。我国应该吸取国外电力系统的优势，研发具有本国特色的电网自动安全系统，保障电力行业安全快速地发展。

3 结束语

电网事故不仅会产生严重的经济损失，还会直接影响人们的正常生活，威胁到人们的生命安全。总结国内外电网事故，对其进行准确地分析，了解造成电网事故的自然因素和人为因素，针对具体问题采取行之有效的电网调度管理措施，如完善电网结构、保持电力平衡、运用自动减负荷系统以及开发电网自动安全系统等，有效控制电网事故的产生，保障电力行业的安全发展。

参考文献：

[1]伊华茂.电网事故的回顾与分析及对电网调度管理的建议[J].中国科技投资，2013(26).

[2]杨君圣，王明霞.浅析电网调度管理过程中事故报警的判断及处理举措[J].中国电子商务，2012(6).

[3]刘彬博.锦屏水电站施工供电电网调度管理论述[J].商情，2013(30).

作者：曹思敏