5月14日，華電集團(tuán)公司組織的“烏江流域水電站群優(yōu)化調(diào)度和效益評(píng)價(jià)核心技術(shù)研究及應(yīng)用”科技成果評(píng)審會(huì)在貴州貴陽舉行。由中國工程院院士張勇傳、王浩等11位國內(nèi)知名學(xué)者組成的評(píng)審組在對(duì)該科研項(xiàng)目評(píng)審后一致認(rèn)為：該項(xiàng)目解決了水力聯(lián)系密切、調(diào)節(jié)組合復(fù)雜的大型梯級(jí)水電站群的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問題，理論研究扎實(shí)，模型算法先進(jìn)，調(diào)度規(guī)則合理，項(xiàng)目在梯級(jí)調(diào)度效益評(píng)價(jià)體系、優(yōu)化調(diào)度算法、徑流預(yù)報(bào)模型等方面創(chuàng)新顯著，研究成果整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為我國梯級(jí)水電運(yùn)行提供了成功的實(shí)踐典范，具有重大的實(shí)用價(jià)值和廣闊的推廣應(yīng)用前景。
烏江大型水電站群形成
烏江,長江南岸最大支流，全長1037千米，我國13大水電基地之一。
貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司（華電集團(tuán)公司貴州公司，以下簡稱烏江公司）是國家借鑒國際水電開發(fā)成功經(jīng)驗(yàn)，推行水電“流域、梯級(jí)、滾動(dòng)、綜合”開發(fā)，于1992年成立的我國第一家流域水電開發(fā)公司，負(fù)責(zé)烏江干流貴州境內(nèi)河段梯級(jí)電站的建設(shè)和運(yùn)營。公司成立20年來，先后建成了干流上的洪家渡、東風(fēng)擴(kuò)機(jī)、索風(fēng)營、烏江渡擴(kuò)建、構(gòu)皮灘、思林和支流上的大花水、格里橋水電站，水電裝機(jī)容量從114萬千萬增至754.5萬千瓦，水輪發(fā)電機(jī)組由5臺(tái)增至28臺(tái)。烏江梯級(jí)水電開發(fā)取得了令世人矚目的輝煌成就。2013年，在建的烏江沙沱水電站投產(chǎn)后，將形成總裝機(jī)容量為866.5萬千瓦的大型水電站群。 梯級(jí)電站遠(yuǎn)程集中控制
烏江梯級(jí)水電站集控系統(tǒng)是一個(gè)集優(yōu)化計(jì)算、遠(yuǎn)程監(jiān)視、集中控制和調(diào)度管理等功能于一身的綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，其技術(shù)核心為該水電站集中監(jiān)控系統(tǒng)和流域水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)。
2003年初，烏江公司組織了有關(guān)管理及技術(shù)人員進(jìn)行了深入調(diào)研和考察，提出了“以節(jié)能增效為核心的大型梯級(jí)水電站遠(yuǎn)程集中管理”的理念，一個(gè)全新的部門、一套全新遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由此應(yīng)運(yùn)而生。烏江公司邀請(qǐng)電網(wǎng)方面的專家共同商討梯級(jí)水電站遠(yuǎn)程集中管理關(guān)鍵技術(shù)問題，在不違背電力調(diào)度法規(guī)的前提下，協(xié)商解決技術(shù)難題和設(shè)計(jì)方向，有力推動(dòng)了梯級(jí)水電站遠(yuǎn)程集中管理進(jìn)程。
2004年10月至2006年10月，經(jīng)南方電網(wǎng)貴州電力調(diào)度控制中心同意并在其指揮和配合下，完成了洪家渡、東風(fēng)、索風(fēng)營、烏江渡水電站共15臺(tái)機(jī)組的各項(xiàng)遠(yuǎn)程控制功能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果全部滿足遠(yuǎn)程控制要求，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2007年3月，經(jīng)多方溝通協(xié)調(diào)，貴州電網(wǎng)公司同意將洪家渡、東風(fēng)、索風(fēng)營、烏江渡發(fā)電廠運(yùn)行值班受令地點(diǎn)變更為設(shè)在貴陽的“烏江水電站遠(yuǎn)程集控中心”。
梯級(jí)水電站統(tǒng)一調(diào)度管理，打破了原有單站式的調(diào)度運(yùn)行模式。
水電站群的優(yōu)化調(diào)度
2007年底，在上游洪家渡、東風(fēng)、索風(fēng)營、烏江渡4座水電站優(yōu)化調(diào)度研究成果不能解決7級(jí)電站優(yōu)化問題的情況下，烏江公司向華電集團(tuán)公司提出了《基于構(gòu)皮 灘等三級(jí)電站的烏江干流水電站群優(yōu)化調(diào)度及效益評(píng)價(jià)體系的研究》立項(xiàng)申請(qǐng)。
2008年8月，華電集團(tuán)公司批準(zhǔn)立項(xiàng)。公司立即牽頭成立課題組，西安理工大學(xué)、河海大學(xué)、四川大學(xué)、南京南瑞集團(tuán)公司、中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院共同參與課題研究。
五家合作單位在烏江公司的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下迅速行動(dòng)起來。
烏江公司將項(xiàng)目組具體技術(shù)工作交給了擁有30名員工，中高級(jí)工程師、研究生占了60%的集控中心。七座水庫連續(xù)首尾相連，同一梯級(jí)內(nèi)同時(shí)存在兩座多年調(diào)節(jié)水庫，調(diào)節(jié)性能組合十分復(fù)雜，梯級(jí)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型求解的計(jì)算量將呈指數(shù)級(jí)別的增長。如何解決隨著計(jì)算時(shí)段數(shù)、尤其是隨著研究對(duì)象增多，采用確定性動(dòng)態(tài)規(guī)劃數(shù)學(xué)方法來求解多水庫聯(lián)合調(diào)度容易造成“維數(shù)災(zāi)”問題？下游電站投產(chǎn)后，航運(yùn)、生態(tài)、城鎮(zhèn)防洪等要求更高，而且下游一級(jí)支流是上游的兩倍多，梯級(jí)整體聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的模型如何建立？無數(shù)次的會(huì)議研討溝通、一個(gè)個(gè)問題和困難迎刃而解。2012年，烏江公司組織專家對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)提煉出“烏江流域水電站群優(yōu)化調(diào)度和效益評(píng)價(jià)核心技術(shù)研究及應(yīng)用”成果。
具有廣闊的推廣應(yīng)用前景
該成果涵蓋了徑流預(yù)報(bào)、優(yōu)化調(diào)度、效益評(píng)價(jià)、集成應(yīng)用等方面的系統(tǒng)性研究，首次建立了梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度效益評(píng)價(jià)體系，形成了同一梯級(jí)存在兩座多年調(diào)節(jié)水 庫的七級(jí)水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度理論體系與調(diào)度規(guī)則和集控一體化技術(shù)支撐平臺(tái)，解決了優(yōu)化調(diào)度高級(jí)應(yīng)用與水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)的無縫集成問題。
一是發(fā)電優(yōu)化調(diào)度規(guī)則和系統(tǒng)的應(yīng)用,提高了梯級(jí)水能利用效率。以2011年烏江流域來水為歷史最枯為例，梯級(jí)水能利用提高率達(dá)到3.78%，年節(jié)水增發(fā)電效益超過2億元。二是首次研究建立了梯級(jí)水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度效益評(píng)價(jià)體系，獲得了優(yōu)化調(diào)度效益評(píng)價(jià)的一般規(guī)則、指標(biāo)體系，建成了自動(dòng)考評(píng)專家系統(tǒng)。改進(jìn)的算法使梯級(jí)水能利用提高率計(jì)算結(jié)果更符合流域來水實(shí)際情況，為生產(chǎn)調(diào)度決策提供了及時(shí)、準(zhǔn)確、規(guī)范的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。三是防洪優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研究應(yīng)用，大大地縮短了防洪調(diào)度方案、發(fā)電計(jì)劃方案的編制時(shí)間，為梯級(jí)水電站安全防汛和洪水資源化利用提供了有力保障。四是中長期徑流預(yù)報(bào)軟件應(yīng)用，提供了較為準(zhǔn)確的梯級(jí)各電站壩址及區(qū)間徑流預(yù)報(bào)，為運(yùn)行方式編制、流域優(yōu)化調(diào)度決策提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。五是集控中心進(jìn)行梯級(jí)水電站調(diào)度運(yùn)行和優(yōu)化管理的效率大大提高，項(xiàng)目成果應(yīng)用后流域調(diào)度方案制作時(shí)間由4小時(shí)縮短到30分鐘以內(nèi)，工作效率提高了87.5%以上。
