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面向机组安全运行的梯级水电站生态流量保障与厂网协同优化技术

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成果主要完成人

蒲文辉,章泽生,胡金平,李百平,崔福宁,杨延伟,朱晓万,江安平,甘俊,王瑞兵,刘彬,彭仕飞,宋连会,朱金海,陈庆松

项目概况

项目针对金沙江中游梯级水库调节库容小,且前期独立开展建设项目水资源论证工作,导致各电站生态流量指标及控制要求不协调问题以及金中直流运行期间梨园、阿海两厂最小开机台数限制,机组长时间低负荷运行等问题引发的梯级电站在生态流量保障、库水位控制、设备安全稳定运行、电网负荷需求以及行政监管方面的突出矛盾,以“长江大保护”战略为指导,以保障生态流量和设备安全为目标,开展了面向机组安全运行的梯级水电站生态流量保障与厂网协同优化技术,在多方面取得了突破性研究成果: (1)揭示了金沙江中游梯级电站建成后河流水文情势和重点鱼类产卵期所需生境的演变规律,研制了基于临界水深的生态流量优化评价判别技术,优化金沙江中游梯级电站生态流量控制指标体系; (2)开发了金沙江中游生态流量保障的智能调控技术,解决了梯级上下游水位衔接不连续导致的生态流量不达标问题; (3)提出当金中直流较低功率水平下运行时被动跳进孤岛后,通过电力稳定控制系统,直接切除谐波源、切除投运机组,投入低功率闭锁解决可能导致的金中直流孤岛环境安全运行问题,大幅减少了低负荷开机台数及运行时间,确保了两厂安全稳定运行。 项目技术成果理论性、系统性、创新性和实用性强,项目取得国家发明专利4项,实用新型专利2项,论文8篇。根据项目技术查新及成果评价,该项技术具有原创性,项目涉及关键技术均为国内首次提出及应用,成果整体达到国际领先水平。 (1)项目实施后根本解决了梯级电站最小下泄流量指标及控制要求不协调的问题,避免了在最严格水资源管理要求下为满足最小下泄流量控制要求而开闸弃水的风险以及电站长期维持低水位、机组长时段低负荷运行的最不利运行工况,项目技术应用后,金沙江中游梯级电站生态流量保障率由原来的不足70%大幅提升95%以上,2023年首次达到100%,有效保障了河道生态安全及下游攀枝花城市供水安全。 (2)项目提出的“基于临界水深的生态流量优化评价判别技术”成功应用于“金沙江中游梨园至观音岩河段梯级开发规划水资源论证”工作中。研究成果得到长江水利委员会认可,成为水行政管理部门的监督管理依据,在相关水资源管理文件中得到固化,并在金中梯级电站的全面推广应用。 (3)项目技术应用后,金中梯级电站枯平期运行方式大幅改善,仅公司运营管理的梨园、阿海、鲁地拉三级水电站2020-2023年累计增发电量11.24亿kWh,实现直接经济效益22741万元。