應(yīng)用徑流隨機(jī)模擬理論水電站電能指標(biāo)的抽樣誤差

在初步探討和嘗試了水電站經(jīng)濟(jì)評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析的隨機(jī)模擬法。本文只考慮以水電站的年發(fā)電量作為風(fēng)險(xiǎn)分布析的風(fēng)險(xiǎn)變量，年發(fā)電量的分布服從正態(tài)分布。隨機(jī)模擬法就是借助于計(jì)算機(jī)，對電站的風(fēng)險(xiǎn)變量進(jìn)行隨機(jī)模擬，獲得服從正態(tài)分布的風(fēng)險(xiǎn)變量的隨機(jī)序列，再以國民經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算方法，得到凈效益現(xiàn)值序列，然后分析其概率分布，計(jì)算出電站的風(fēng)險(xiǎn)率和凈效益現(xiàn)值的期望值等風(fēng)險(xiǎn)分析指標(biāo)。并應(yīng)用隨機(jī)模擬法對紫坪鋪電站進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分析，效果很好。

水電站水能指標(biāo)大小直接影響投資效益,具有不同調(diào)節(jié)能力水庫的小水電站選用不同徑流調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)段,其得出的水能指標(biāo)是不同的,如何合理選用計(jì)算時(shí)段,得出可靠的電能指標(biāo),十分重要。筆者在工作中分析了水庫庫容系數(shù)在15%以下的幾座小水電站水能指標(biāo)比值k與庫容系數(shù)β關(guān)系,供同行工作中參考、借鑒,共同研討。

本文以水庫群聚合分解法優(yōu)化計(jì)算為基礎(chǔ),探討了制作水庫群隱隨機(jī)優(yōu)化聯(lián)調(diào)函數(shù)的二類途徑,以一個(gè)電網(wǎng)庫群聯(lián)調(diào)為例,制作了幾種不同形式的調(diào)度函數(shù),通過模擬運(yùn)行,驗(yàn)證了以聯(lián)調(diào)函數(shù)指導(dǎo)水電站庫群聯(lián)合調(diào)度的實(shí)際效益。

本文討論了水電站水庫優(yōu)化調(diào)度的一般理論及其調(diào)度函數(shù)，提出了水庫隱性隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度的有關(guān)計(jì)算方法，最后以某工程作為實(shí)例進(jìn)行了計(jì)算。

本文應(yīng)用三維有限體積法和simpe—c算法,對古田溪水電廠尾水管和下游尾水洞進(jìn)行了數(shù)值模擬。應(yīng)用固液兩相流理論,推導(dǎo)了具有不規(guī)則邊界時(shí)的控制方程。在規(guī)劃的矩形網(wǎng)格中,采用通度系數(shù)法處理計(jì)算區(qū)域的不規(guī)則邊界問題。計(jì)算結(jié)果給出了尾水管出口處的流動(dòng)規(guī)律,為古田溪電廠的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)提供了依據(jù)。

本文應(yīng)用三維有限體積法和ｓｉｍｐｌｅ－ｃ算法，對古田溪水電廠尾水管和下游尾水洞進(jìn)行了數(shù)值模擬。應(yīng)用固液兩相流理論，推導(dǎo)了具有不規(guī)則邊界時(shí)的控制方程。在規(guī)劃的矩形網(wǎng)格中，采用通度系數(shù)法處理計(jì)算區(qū)域的不規(guī)則邊界問題。計(jì)算結(jié)果給出了尾水管出口處的流動(dòng)規(guī)律，為古田溪電廠的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)提供了依據(jù)。

本文提出了一個(gè)求解超大規(guī)模水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)調(diào)度的“分級多層次法”優(yōu)化模型,該模型采用大系統(tǒng)遞階理論。應(yīng)用該模型和軟件研究了以三峽水電站為中心的跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)調(diào)度,其中最大的一個(gè)水電站群系統(tǒng)達(dá)117座水電站和73座長期調(diào)節(jié)水庫,總裝機(jī)容量達(dá)11386萬kw。

在分析水電站機(jī)組系統(tǒng)金屬構(gòu)件疲勞破壞具有隨機(jī)性的基礎(chǔ)上，建立了金屬材料疲勞破壞的概率預(yù)測模型和灰色預(yù)測模型，并通過實(shí)例驗(yàn)證，兩種預(yù)測模型都有較好的精度．

某水電站拱頂送風(fēng)數(shù)值模擬——在不同的送風(fēng)速度、風(fēng)口個(gè)數(shù)及風(fēng)口形式條件下,對某水電站主廠房頂拱送風(fēng)方式進(jìn)行了數(shù)值模擬分析研究,分析了拱頂支架對送風(fēng)狀況的影響，送風(fēng)的均勻性及壓力損失，確定拱頂送風(fēng)為該水電站的合理送風(fēng)方式。

奧地利的tiwag開發(fā)了一個(gè)水電站模擬裝置,可以分析與調(diào)速器、控制、水輪機(jī)流道保護(hù),發(fā)電機(jī)以及電網(wǎng)有關(guān)的所有運(yùn)行方式。在解決復(fù)雜問題時(shí)取得了很好的效果。

蝸殼是水電站的重要部件之一，本文以包絡(luò)理論推導(dǎo)了蝸殼曲面方程；并采用分段圓弧構(gòu)造橢圓的方法構(gòu)造了變徑橢球包絡(luò)曲面，為蝸殼曲面的幾何造型提出了一種新的簡便方法。同時(shí)，采用內(nèi)外環(huán)面法設(shè)計(jì)了蝸殼曲面展開的計(jì)算機(jī)繪圖程序，并與常用的直紋面法作了誤差比較。

利用標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程湍流模型,采用vof法追蹤自由水面,應(yīng)用瞬態(tài)piso算法求解壓力速度耦合的方法,采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格并在溢流壩頂進(jìn)行網(wǎng)格加密,模擬計(jì)算了七孔溢洪道流場的三維水力特性,得到了設(shè)計(jì)工況的泄流能力、水面曲線、速度場。通過物理模型試驗(yàn)驗(yàn)證,兩者結(jié)果吻合較好。

針對水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行受固有誤差和電站設(shè)備在制造、安裝、檢修、運(yùn)行等方面因素的影響,其理論優(yōu)化方案與實(shí)際運(yùn)行存在偏差的問題,基于誤差理論,對廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行存在的誤差進(jìn)行了系統(tǒng)分析,并就誤差源的采集以及誤差的傳遞公式給出了合理化的建議。

本文應(yīng)用雷諾方程及k-ε模型對水電站機(jī)組冷卻供水的調(diào)節(jié)和非調(diào)節(jié)式液體射流泵流場進(jìn)行了數(shù)值模型,并導(dǎo)出了調(diào)節(jié)式液體射流泵基本方程及其簡化計(jì)算公式,通過試驗(yàn)資料進(jìn)行了初步驗(yàn)證。

本文分析研究了運(yùn)用徑流式水電站上游水庫的凋蓄能力,汛期搶發(fā)電量的調(diào)度問題給出了優(yōu)化水庫放水、蓄水過程的數(shù)學(xué)漠型、模型具有通用性。

利用不確定理論,將入庫徑流量設(shè)定為模糊隨機(jī)變量,在不確定環(huán)境下研究梯級水電站短期優(yōu)化調(diào)度問題,并建立了相應(yīng)數(shù)學(xué)模型.應(yīng)用表明,該研究方法具有可行性.

本文以希臘西部的勞羅斯水電站(iomw)為例,闡述了希臘一座小型經(jīng)流式水電站發(fā)電能力的提高問題。雖然該水庫設(shè)計(jì)有效庫容為37萬m^3,但經(jīng)過38年的運(yùn)行之后,幾乎無有效庫容,電站實(shí)際上已按照徑流式電站運(yùn)行。這項(xiàng)研究考慮1983年~1991年長達(dá)8年電廠運(yùn)行期,并估算由于水庫缺少相應(yīng)的庫容轉(zhuǎn)而由溢流壩渲泄的水量。通過對機(jī)組運(yùn)行的最佳組合,確定了合成水流的累積曲線,計(jì)算了需求,從而給出了每年再發(fā)出4.328gwh電力所必需的水量。

澤城水電站導(dǎo)流泄洪洞出口河道段狹窄、險(xiǎn)峻,泄流流態(tài)異常復(fù)雜,沿河段消能防沖設(shè)計(jì)難度大。為驗(yàn)證泄洪洞體型及布置方式的合理性,設(shè)計(jì)、實(shí)施了流態(tài)模擬試驗(yàn),結(jié)果表明:泄洪洞過流能力略大于水力學(xué)計(jì)算結(jié)果,出口水頭可以滿足規(guī)范要求,在汛限水位、設(shè)計(jì)水位、校核水位三種工況下,挑角在20°至25°之間均合理。據(jù)此為設(shè)計(jì)修改提出了有益的建議。工程試運(yùn)行實(shí)測數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本匹配,效果良好。

成立3；．；j己咆妒l’自j武噸站。牽侄 2／‘16’自流式微型水電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)化 愛]；機(jī)電； 自流式微型水電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)化 u多庫金．，嫂寄 主題詞l』’型水截型水輪水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)標(biāo)最優(yōu)設(shè)計(jì)俄羅斯7 撮近十年，裝機(jī)容量從300w到幾千瓦 的微型水電站在利用再生能源潛能方面占有 重要的地位。出現(xiàn)這種情況的主要原因是， 這種水電站的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行期長、‘基建和 運(yùn)行費(fèi)用較低。在東南亞地區(qū)以及水資源豐 富的歐美山區(qū)，采用微型水電站最為經(jīng)濟(jì)。 不同國家批量生產(chǎn)的微型水電站設(shè)備， 多半屬于壓力引水(支流)設(shè)備。 表1給出了這種電站的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 從表中看出，雖然各樞紐和各細(xì)部在布 置和型式上存在著差異，但所有結(jié)構(gòu)的計(jì)算 最小水頭都小于2m，這就要求修建一個(gè) 不大的壩或使河道坡度維掙在4

通過建立對徑流式水電站年來水量離差系數(shù)c_v預(yù)測的灰色數(shù)學(xué)模型,并就預(yù)測中樣本序列的拓樸選擇、預(yù)測的目標(biāo)等問題提出了相應(yīng)的策略,提出了一種行之有效的灰色預(yù)測方法,并結(jié)合一個(gè)實(shí)例說明了此方法的應(yīng)用。結(jié)果表明,此方法及分析思路,對徑流式水電站年來水量離差系數(shù)c_v的預(yù)測具有較好的應(yīng)用和參考價(jià)值。圖2幅,表2個(gè)。

截流系統(tǒng)受到水文水力等隨機(jī)因素的影響,因此,設(shè)計(jì)的截流方案的風(fēng)險(xiǎn)如何是需要全面考慮的。本文從截流系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)入手,確定出能夠反映截流系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)量,在理論分析的基礎(chǔ)上,提出采用隨機(jī)模擬計(jì)算方法來計(jì)算既考慮水文不確定性又考慮水力不確定性的截流系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法,實(shí)例驗(yàn)證該方法的可行性。從而可以為截流系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與比較起到輔助決策作用。

本文在吸收目前國內(nèi)外水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)分析、綜合、充實(shí)、完善，提出了可供生產(chǎn)單位使用的水電站群優(yōu)化調(diào)度的標(biāo)準(zhǔn)化方法及軟件包，它是由水庫群入庫徑流隨機(jī)模擬、確定性庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度及水庫群最優(yōu)調(diào)度規(guī)則的推求三大部分所組成．軟件包采用中文菜單顯示選擇方式，并使用了中文方式的人機(jī)對話．軟件包功能齊全，所需內(nèi)存少，使用方便．標(biāo)準(zhǔn)化方法和軟件包可納入規(guī)范化成果，對提高電力系統(tǒng)規(guī)劃、水電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理水平，具有重要的理論意義和生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值．