CN111501693A - 一种梯级水电站最小下泄流量动态控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水电站控制技术领域，具体涉及一种梯级水电站最小下泄流量动态控制方法及系统。所述方法执行以下步骤：步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间；步骤2：进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位；步骤3：获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制进行评价；步骤4：重新确定最小下泄流量调度的控制断面。在优化控制方法的基础上，通过控制条件的变化，提出更为准确和便利的水电站最小下泄流量监控方式，在实时保障河流生态环境的前提下提升了梯级电站的水能利用效率。
Description
技术领域
本发明属于水电站控制技术领域，具体涉及一种梯级水电站最小下泄流量动态控制方法及系统。
背景技术
随着“绿水青山就是金山银山”等生态文明建设理念逐渐深入人心，人们对享受以确保河湖生态流量(水位)(以下简称“生态流量”)为基本需求的美好生态环境愿景越来越强烈。缓解经济社会用水与生态用水之间的矛盾，是当前及今后水利改革发展面临的主要挑战之一。在此背景下，加强水工程监管，规范最小下泄流量调度管理，强化生态流量泄放和监控设施建设，提高水库及水电站的生态调度管理水平对于促进我国河流健康至关重要。近年来，水工程监管部门加强了对工程的生态调度，特别是大江大河水利工程最小下泄流量调度的监管。
国内现有较多的水利工程在设计初期未考虑生态流量泄放问题，电站未设计独立的生态泄放及监测设施，也没有相应的最小下泄流量调度方案。后期设置最小下泄流量和调度方案往往未考虑工程及工程所在河段特性，简单依据上游电站尾水底板高程与电站的坝上水位判断河段衔接情况。以下游水库坝上水位作为上游水库的生态流量的泄放判断条件，忽略河道天然的槽蓄能力、河段的区间补给及大型水库末端的楔形库容部分。下游水库坝上水位与库尾水位变化反应不一致，会出现库尾衔接状态良好的情况下由于坝上水位较大变化，增加上游水库最小下泄流量泄放的调度情况，梯级水力资源未得到充分利用。
同时，采用下游水库的坝上水位作为最小下泄流量控制方法的唯一判定条件。在梯级之间水利联系复杂的情况下增加了上下游水库调度的强制性约束，使得实际调度不能实时满足最小下泄流量泄放要求且操作较为困难，最小下泄流量无符合实际且可操作的控制方法。
现有的流量监测方法中，低流量的监测方法较为有限且难以做到精确。目前多数梯级电站最小下泄流量数据监测是通过水轮机的特性曲线结合安装在水轮机的超声波流量计进行的。当机组处于空转状态或仅以低流量发电出力，则通过水轮机的高速水流难以得到准确监测，最小下泄流量监测数据不够准确。
专利号为CN209131792U的专利：水电站最小下泄流量监控系统提供的技术方案为：将光伏电源装置、雨量筒、超声波水位计和工业摄像机均安装于立柱上，利用现场监测技术和云传输技术，将水电站的现场下泄流量参数上传至云服务器，以供水电站和水利局调取。其仅仅通过实现了对水电站最小下泄流量的监控，且其并未对低流量的监测提出改进措施，依然存在监测不准确的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种梯级水电站最小下泄流量动态控制方法及系统，在优化控制方法的基础上，通过控制条件的变化，提出更为准确和便利的水电站最小下泄流量监控方式，在实时保障河流生态环境的前提下提升了梯级电站的水能利用效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种梯级水电站最小下泄流量动态控制方法，所述方法执行以下步骤：
步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间；
步骤2：进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位；
步骤3：获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制进行评价；
步骤4：重新确定最小下泄流量调度的控制断面；
步骤5：通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线；
步骤6：根据步骤2获取的不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的断面流量或水位，进行河段衔接需求分析，确定控制断面的衔接水位；
步骤7：以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量；
步骤8：监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量。
进一步的，所述步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间的方法执行以下步骤：获取梯级水库形成的减水河段的数据，所述减水河段的数据至少包括：减水河段的生态需水量、生活用水量和环境用水量；通过获取的生活用水需求、生态用水量和河段环境用水量，采用水力学法和/或水文学法计算最小下泄洪量的最优值区间，并判断原最小下泄洪量是否位于最优值区间内；若没有位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量不是最优值，需进行调整；若位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量为最优值，不需要进行调整。
进一步的，所述步骤2：进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位的方法执行以下步骤：根据当前控制方法，选择区间来水量的波动幅度在设定的阈值区间内，梯级水库坝上水位变化幅度在设定的阈值区间的时段进行不同坝上水位库区回水监测，确定不同坝上水位级库区回水末端位置，进而确定不同水位级相应的不完全衔接河段长以及河段控制断面流量或者水位。
进一步的，所述步骤3：获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制方法进行评价的方法执行以下步骤：获取当前控制方法下，减水河段的衔接数据及水资源利用数据；根据获取的减水河段的衔接数据及水资源利用数据，与预设的数据的进行比对，若获取的数据与预设的数据的差值在设定的区间范围内，则判断当前最小下泄洪量的控制方法为最优方法；若获取的数据与预设的数据的差值超过设定的区间范围，对判断需要对当前最小下泄洪量的控制方法进行调整。
进一步的，所述步骤4：重新确定最小下泄流量调度的控制断面的方法执行以下步骤：若梯级水库的库区长度超过设定的阈值，下游水库坝上水位与库尾水位变化反应不一致，此时，重新确定最小下泄流量调度的控制断面；当进行最小下泄流量控制断面选择时，选择位于下游水位为正常值区间内，且位于上游电站退水口位置处的控制断面。
进一步的，所述步骤5：通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线的方法执行以下步骤：根据控制断面水位、流量数据计算最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线，当所述控制断面选择无水文或水位监测资料时，利用附近水文河道信息准确推算控制断面的水位流量关系曲线
进一步的，所述步骤7：以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量的方法执行以下步骤：以控制断面对应的控制水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量泄放，使得控制断面水位满足设定的水位要求。
进一步的，所述步骤8：监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量的方法执行以下步骤：按照改进的控制方法，将低流量监测转化为控制断面的水位监测。
一种梯级水电站最小下泄流量动态控制系统，所述系统包括：梯级电站间减水河段最小下泄流量复核单元，用于判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间；水库不同坝上水位库区回水监测分析单元，用于进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位；当前最小下泄流量的调度成效评价单元，用于获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制进行评价；最小下泄流量调度控制断面调整单元，用于重新确定最小下泄流量调度的控制断面；最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线确定单元，用于通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线；控制断面衔接水位确定单元，用于根据水库不同坝上水位库区回水监测分析单元获取的不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的断面流量或水位，进行河段衔接需求分析，确定控制断面的衔接水位；最小下泄流量控制方法的优化单元，用于以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量；电站最小下泄流量监测调整单元，用于监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量。
进一步的，所述步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间的方法执行以下步骤：获取梯级水库形成的减水河段的数据，所述减水河段的数据至少包括：减水河段的生态需水量、生活用水量和环境用水量；通过获取的生活用水需求、生态用水量和河段环境用水量，采用水力学法和/或水文学法计算最小下泄洪量的最优值区间，并判断原最小下泄洪量是否位于最优值区间内；若没有位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量不是最优值，需进行调整；若位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量为最优值，不需要进行调整。
本发明的基于全生态监控的食品安全溯源方法及系统，具有如下有益效果：本发明在满足河道最小下泄流量为基础的前提进行，进行控制方法改进，能实时满足梯级电站不完全衔接河段最河流生态环境的需求；本发明将梯级最小下泄流量控制方法判定条件从下游坝上水位改进为上游电站退水口或水库回水末端控制断面的水位为判定条件，可以实时反映不完全衔接河段的水位状态，对上游电站泄放流量进行实时动态控制，避免了下游坝上水位与库尾衔接水位不一致的问题，减少了上游电站部分时段少放或者过度泄放水量，既达到了实时保障下游河道生态用水需求的目的，也在一定程度上提高了梯级水能资源利用效率。同时，本发明通过下游控制断面的水位流量关系，直接将控制断面水位转换为时段最小下泄流量，减少了上下游水库调度模型的强制性约束，简化了梯级水电的优化调度模型，便于模型求解。此外，本发明通过监测控制断面水位进行最小下泄流量监控，减少了水文监测要素，将流量监测转为水位监测，简化监测方法，且监测数据更稳定可靠。
附图说明
图1为本发明实施例提供的梯级水电站最小下泄流量动态控制方法的方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的梯级水电站最小下泄流量动态控制系统的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，一种梯级水电站最小下泄流量动态控制方法，所述方法执行以下步骤：
步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间；
步骤2：进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位；
步骤3：获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制进行评价；
步骤4：重新确定最小下泄流量调度的控制断面；
步骤5：通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线；
步骤6：根据步骤2获取的不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的断面流量或水位，进行河段衔接需求分析，确定控制断面的衔接水位；
步骤7：以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量；
步骤8：监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量。
采用上述技术方案，梯级水电站对河流的水能利用特征非常明显：在水头利用上，是分级开发、分段利用；在水量利用上是多次开发、重复利用，因此，在上下梯级之间表现出明显的相互影响的制约。由于整个梯级都受到上游来水的影响、下游梯级都受到上游水库调节能力的制约、下一梯级受到上一梯级运行工况的制约，因此梯级电站的调度不仅有各个电站的合理运行调度问题，而且有整个梯级的优化调度问题。所以，梯级电站必须实行整个梯级的统一调度，在满足系统所给定的负荷曲线前提下，实行各个梯级站的经济运行，以便合理利用水力资源，提高水能利用率
一个河流梯级往往有多个电站，电站之间都相隔一定距离，厂区比较分散，战线拉得较长，这就使生产指挥受到种种限制。如果各个电站开发方式、布置型式、机组型号和容量不一样，这又使得生产技术管理复杂化。由于电站分散、生产和生活设施也相对分散，这就使得后勤管理比较复杂。为了适应对梯级电站统一管理的要求，对梯级电站厂区内的道路交通、通讯设施和其它管理技术手段也有很多特殊的要求。总之，梯级电站的生产管理必须有效解决好电站分散与管理集中之间的矛盾。
这主要指梯级电站与系统的关系问题，同时也涉及与所在地方之间的联系。如果整个梯级同属于一个电网，这种联系相对单纯一些。如果一个梯级分属于不同的电网，那么梯级管理中的利益冲突与调节将是十分重要的问题。即便是属于同一个电网，如果构成梯级的电站所有权不一致，那么，也应十分慎重地处理好电站――梯级――系统三者之间的利益关系。由于梯级电站跨越好几个市县甚至好几个省区，这又涉及到不同地方之间的利益关系。这种关系不仅是电量分配问题，而且涉及利税分配、水量分配、防洪安全、环境影响等多方面问题。
实施例2
在上一实施例的基础上，所述步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间的方法执行以下步骤：获取梯级水库形成的减水河段的数据，所述减水河段的数据至少包括：减水河段的生态需水量、生活用水量和环境用水量；通过获取的生活用水需求、生态用水量和河段环境用水量，采用水力学法和/或水文学法计算最小下泄洪量的最优值区间，并判断原最小下泄洪量是否位于最优值区间内；若没有位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量不是最优值，需进行调整；若位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量为最优值，不需要进行调整。
具体的，生态需水量是指一个特定区域内的生态系统的需水量，并不是指单单的生物体的需水量或者耗水量。广义的生态需水量是指维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等；狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。
实施例3
在上一实施例的基础上，所述步骤2：进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位的方法执行以下步骤：根据当前控制方法，选择区间来水量的波动幅度在设定的阈值区间内，梯级水库坝上水位变化幅度在设定的阈值区间的时段进行不同坝上水位库区回水监测，确定不同坝上水位级库区回水末端位置，进而确定不同水位级相应的不完全衔接河段长以及河段控制断面流量或者水位。
具体的，降落在流域地面上的降水(部分渗至地下)，由地面及地下按不同途径泄入河槽后的水流，称为河川径流。由于河川径流具有多变性和不重复性，在年与年、季与季以及地区之间来水都不同，且变化很大。大多数用水部门(例如灌溉、发电、供水、航运等)都要求比较固定的用水数量和时间，它们的要求经常不能与天然来水情况完全相适应。人们为了解决径流在时间上和空间上的重新分配问题，充分开发利用水资源，使之适应用水部门的要求，往往在江河上修建一些水库工程。水库的兴利作用就是进行径流调节，蓄洪补枯，使天然来水能在时间上和空间上较好地满足用水部门的要求。
实施例4
在上一实施例的基础上，所述步骤3：获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制方法进行评价的方法执行以下步骤：获取当前控制方法下，减水河段的衔接数据及水资源利用数据；根据获取的减水河段的衔接数据及水资源利用数据，与预设的数据的进行比对，若获取的数据与预设的数据的差值在设定的区间范围内，则判断当前最小下泄洪量的控制方法为最优方法；若获取的数据与预设的数据的差值超过设定的区间范围，对判断需要对当前最小下泄洪量的控制方法进行调整。
具体的，减水河段是指在修建水电站后，导致电站下游河段的水位下降的情况。减水河段流量主要取决于区间支流汇人的情况及电站下泄的生态流量。
实施例5
在上一实施例的基础上，所述步骤4：重新确定最小下泄流量调度的控制断面的方法执行以下步骤：若梯级水库的库区长度超过设定的阈值，下游水库坝上水位与库尾水位变化反应不一致，此时，重新确定最小下泄流量调度的控制断面；当进行最小下泄流量控制断面选择时，选择位于下游水位为正常值区间内，且位于上游电站退水口位置处的控制断面。
实施例6
在上一实施例的基础上，所述步骤5：通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线的方法执行以下步骤：根据控制断面水位、流量数据计算最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线，当所述控制断面选择无水文或水位监测资料时，利用附近水文河道信息准确推算控制断面的水位流量关系曲线。
实施例7
在上一实施例的基础上，所述步骤7：以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量的方法执行以下步骤：以控制断面对应的控制水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量泄放，使得控制断面水位满足设定的水位要求。
具体的，指为了解特定污染源对水体的影响，为评价监测河段两岸污染源对水体水质影响状况，以控制污染物排放而设置的采样断面。控制断面的数目应根据城市的工业布局和排污口分布情况而定，设在排污区(口)下游污水与河水基本混匀处。在流经特殊要求地区(如饮用水源地、风景游览区等)的河段上也应设置控制断面。
实施例8
在上一实施例的基础上，所述步骤8：监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量的方法执行以下步骤：按照改进的控制方法，将低流量监测转化为控制断面的水位监测。
实施例10
一种梯级水电站最小下泄流量动态控制系统，所述系统包括：梯级电站间减水河段最小下泄流量复核单元，用于判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间；水库不同坝上水位库区回水监测分析单元，用于进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位；当前最小下泄流量的调度成效评价单元，用于获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制进行评价；最小下泄流量调度控制断面调整单元，用于重新确定最小下泄流量调度的控制断面；最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线确定单元，用于通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线；控制断面衔接水位确定单元，用于根据水库不同坝上水位库区回水监测分析单元获取的不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的断面流量或水位，进行河段衔接需求分析，确定控制断面的衔接水位；最小下泄流量控制方法的优化单元，用于以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量；电站最小下泄流量监测调整单元，用于监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量。
实施例10
在上一实施例的基础上，所述步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间的方法执行以下步骤：获取梯级水库形成的减水河段的数据，所述减水河段的数据至少包括：减水河段的生态需水量、生活用水量和环境用水量；通过获取的生活用水需求、生态用水量和河段环境用水量，采用水力学法和/或水文学法计算最小下泄洪量的最优值区间，并判断原最小下泄洪量是否位于最优值区间内；若没有位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量不是最优值，需进行调整；若位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量为最优值，不需要进行调整。
实施例11
步骤1：对索风营～乌江渡河段、乌江渡～构皮滩河段最小下泄流量进行复核。根据两个河段实地查勘，河段无新增用水需求，且坝址来水复核成果与原设计阶段差异较小，原索风营、乌江渡最小下泄流量77.0m3/s、112m3/s仍满足河段需求。
步骤2：通过枯水期对乌江渡、构皮滩坝上水位库区回水末端监测，分析不完全衔接河段长度。当乌江渡坝上水位处于较低运行水位时，回水末端在库区六广镇附近，索风营坝址至六广镇不完全衔接河段约6km。构皮滩在较低坝上水位运行则乌江渡坝址至构皮滩库尾不完全衔接河段约14km。
步骤3：根据原最小下泄流量调度规则，原最小下泄流量调度能保证索风营～乌江渡河段、乌江渡～构皮滩构皮滩衔接良好。索风营机组年均约2468h需通过空转满足最小下泄流量，补给水量6.47亿m3，相应的索风营单库蓄能损失为1.24亿kW·h。构皮滩机组年均约2002h需通过空转满足最小下泄流量，补给水量6.02亿m3，相应的索风营单库蓄能损失为1.76亿kW·h。
步骤4：乌江渡库区总长度约74.9km，构皮滩库区总长度约137km。通过实际运行数据结合查勘分析，乌江渡、构皮滩库尾水位变化滞后于坝上水位时间较长，库尾衔接良好的情况下由于下游坝上水位变化较大，需要索风营、乌江渡实时泄放最小下泄流量，水资源利用效率较低，存在较大优化挖潜空间。
步骤5：根据索风营坝址～乌江渡库尾不完全衔接河段及乌江渡～构皮滩库尾河段地形情况及回水监测分析成果，按照最小下泄流量控制断面选取原则，选取索风营坝址下游发电尾水出口断面和乌江渡发电尾水断面为最小下泄流量控制断面。
步骤6：复核确定索风营、乌江渡尾水出口断面水位流量关系曲线。
步骤7：计算控制断面最小下泄流量相应的控制水位。
步骤8：优化调整最小下泄流量调度规则，索风营水电站通过下泄流量保持坝下水位不得低于754.26m，坝下水位日均不得小于755.00m。乌江渡水电站通过下泄流量保持坝下水位不得低于625.60m，坝下水位日均不得小于626.33m。
步骤9：调整原最小下泄流量监测方式，在索风营、乌江渡尾水出口断面设置视频水位监测站，进行减水河段的实时监测。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种梯级水电站最小下泄流量动态控制方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：
步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间；
步骤2：进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位；
步骤3：获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制进行评价；
步骤4：重新确定最小下泄流量调度的控制断面；
步骤5：通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线；
步骤6：根据步骤2获取的不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的断面流量或水位，进行河段衔接需求分析，确定控制断面的衔接水位；
步骤7：以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量；
步骤8：监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间的方法执行以下步骤：获取梯级水库形成的减水河段的数据，所述减水河段的数据至少包括：减水河段的生态需水量、生活用水量和环境用水量；通过获取的生活用水需求、生态用水量和河段环境用水量，采用水力学法和/或水文学法计算最小下泄洪量的最优值区间，并判断原最小下泄洪量是否位于最优值区间内；若没有位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量不是最优值，需进行调整；若位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量为最优值，不需要进行调整。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2：进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位的方法执行以下步骤：根据当前控制方法，选择区间来水量的波动幅度在设定的阈值区间内，梯级水库坝上水位变化幅度在设定的阈值区间的时段进行不同坝上水位库区回水监测，确定不同坝上水位级库区回水末端位置，进而确定不同水位级相应的不完全衔接河段长以及河段控制断面流量或者水位。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3：获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制方法进行评价的方法执行以下步骤：获取当前控制方法下，减水河段的衔接数据及水资源利用数据；根据获取的减水河段的衔接数据及水资源利用数据，与预设的数据的进行比对，若获取的数据与预设的数据的差值在设定的区间范围内，则判断当前最小下泄洪量的控制方法为最优方法；若获取的数据与预设的数据的差值超过设定的区间范围，对判断需要对当前最小下泄洪量的控制方法进行调整。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤4：重新确定最小下泄流量调度的控制断面的方法执行以下步骤：若梯级水库的库区长度超过设定的阈值，下游水库坝上水位与库尾水位变化反应不一致，此时，重新确定最小下泄流量调度的控制断面；当进行最小下泄流量控制断面选择时，选择位于下游水位为正常值区间内，且位于上游电站退水口位置处的控制断面。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤5：通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线的方法执行以下步骤：根据控制断面水位、流量数据计算最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线，当所述控制断面选择无水文或水位监测资料时，利用附近水文河道信息准确推算控制断面的水位流量关系曲线。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤7：以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量的方法执行以下步骤：以控制断面对应的控制水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量泄放，使得控制断面水位满足设定的水位要求。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤8：监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量的方法执行以下步骤：按照改进的控制方法，将低流量监测转化为控制断面的水位监测。
9.一种基于权利要求1至8之一所述方法的梯级水电站最小下泄流量动态控制系统，其特征在于，所述系统包括：梯级电站间减水河段最小下泄流量复核单元，用于判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间；水库不同坝上水位库区回水监测分析单元，用于进行水库不同坝上水位库区回水监测分析，确定不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的控制断面流量或水位；当前最小下泄流量的调度成效评价单元，用于获取减水河段的衔接数据及水资源利用数据，根据获取的数据对当前最小下泄流量的控制进行评价；最小下泄流量调度控制断面调整单元，用于重新确定最小下泄流量调度的控制断面；最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线确定单元，用于通过计算，确定最小下泄流量控制断面水位流量关系曲线；控制断面衔接水位确定单元，用于根据水库不同坝上水位库区回水监测分析单元获取的不同水位级相应的不完全衔接河段长，以及河段的断面流量或水位，进行河段衔接需求分析，确定控制断面的衔接水位；最小下泄流量控制方法的优化单元，用于以控制断面对应的水位为判定条件，实时控制上游水库的最小下泄流量；电站最小下泄流量监测调整单元，用于监测控制断面水位，依据监测获取的控制断面水位，计算最小下泄流量。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述步骤1：判断梯级电站间减水河段的原最小下泄流量是否满足最优值区间的方法执行以下步骤：获取梯级水库形成的减水河段的数据，所述减水河段的数据至少包括：减水河段的生态需水量、生活用水量和环境用水量；通过获取的生活用水需求、生态用水量和河段环境用水量，采用水力学法和/或水文学法计算最小下泄洪量的最优值区间，并判断原最小下泄洪量是否位于最优值区间内；若没有位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量不是最优值，需进行调整；若位于最优值区间内，则判断原最小下泄洪量为最优值，不需要进行调整。
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