在大文豪莎士比亚的笔下,“生存还是毁灭?这是个问题!”
对于水库调度来说,进入汛期,泄洪腾库还是蓄水抗旱、发电削峰?更是个难题。国网湖南电力水电公司(简称“水电公司”)利用水库调度自动化系统,通过AI“神机妙算”,让水资源滴水不漏,在保证防洪安全的前提下,最大程度利用水资源,年均增加发电近亿度。
(水电公司调度人员正在操作水库调度自动化系统。湖南日报全媒体记者 郭立亮摄)
以往,水库调度人员在汛期根据气象预报,大概知道某地会降雨,但降多少、范围有多大,并不清楚。
水电公司水调专家王奇玲告诉侃财君,之前,对雨水情的感知就像“开盲盒”,随机性很大。只有等雨降下来,水位上升后,才能制定调度计划。 上新水库调度自动化系统后,该系统前置了一套水情测报系统,可提前感知雨水情,为调度人员科学决策提供依据。
(水库机组场景。)
水情测报系统由遥测站和中心站组成,遥测站布置了数据采集器、传感器、调制器等设备,包括雨量站、水位站等。雨量站采用增量式翻斗雨量计进行实时雨量采集,水位站采用浮子式水位计进行水位采集。在水库调度的紧要时期,水情测报系统每30分钟就可发送一次采集到的最新数据。 水情数据通过GPRS和北斗双通道发送至水调集控中心,让调度人员早早地“心里有数”。 4月13日,侃财君点击东江水库水情测报系统,水库所在流域未来3天的雨水情一览无余,如果将雨水情信息输入水库调度自动化系统,即可“秒算”得出入库流量、发电流量、出库流量等信息。
(AI计算让水资源“滴水不漏”。)
汛期来临,水库调度进入一年中最紧张的时候。
以前,水库调度人员要有深厚的数学功底,根据气象实时降雨图、水文水情实测图和水库发电负荷,像一名“老会计”一样,计算出雨量、流量、洪峰等数据,再制定调度方案。
(4月12日,国网湖南水电公司水情决策室,工作人员在监视公司所属各水库流域雨水情况,开展来水预测、洪水预报与发电优化调度等工作。湖南日报全媒体记者 郭立亮 摄)
水库调度自动化平台启用后,水情测报系统将监测到的雨水情数据上传后台,AI技术通过模型推演自动计算出流域水情和水库水位整体涨跌情况,以动画方式对比呈现各时段水位变化,给出多种可能出现的水位分析和调度方案。调度人员只需在此基础上进一步优化即可。人工计算,不仅不精准,时效上也会打折扣。AI计算不仅算得快,而且算得准。侃财君看到,水库调度自动化系统1秒钟内就能计算出单个小时的流量等信息,并自动生成水库调度方案。 侃财君在小东江水库看到,水库调度自动化系统对小东江水库实施反调节调度,根据大东江来水预报及机组发电计划,自动生成小东江机组开机方式,一旦来水增加,发电机组便可自动开启,做到“滴水不漏”。
以往,水库调度全凭经验,但这种调度方式的弊端显而易见。就像“盲人摸象”,各种信息无法共享,难以做到调度“一盘棋”。
为保证防洪安全,调度人员一般会尽可能地多泄洪,导致发电量下降,如后期来水减少蓄水难度加大等问题。 水库调度自动化系统运用“消息队列技术”,将以往独立使用的雨水情、水库水位、出入库流量等信息一屏呈现,打破了信息孤岛。(4月12日,国网湖南水电公司水情决策室,工作人员在监视公司所属各水库流域雨水情况,开展来水预测、洪水预报与发电优化调度等工作。湖南日报全媒体记者 郭立亮 摄)
水库调度有“智慧”,防洪还是发电,不再是水库调度的难题。 去年7月26日,强降雨导致凤滩水库水位上升,泄洪刻不容缓。水电公司接到上级调度部门调令:按8000立方米每秒进行泄洪。 水电公司迅速制订执行方案,将各种即时数据输入水库调度自动化系统。系统给出最优方案:按7000立方米每秒泄洪,即可保证度汛安全。此方案依据充分:水情测报系统显示,此轮强降雨即将暂歇,凤滩水库流域集雨面积和上游来水将减少,流域后续降雨减少,若此时加大泄洪量,不仅影响发电量,还加大了后续蓄水抗旱难度。最终,水库调度自动化系统给出的方案被采纳,不仅为凤滩流域后续抗旱积蓄水源,还增加了约3600万千瓦时的发电量。 2023年,通过水库调度自动化系统的优化调度,凤滩、柘溪、东江三大水库发电量较常规调度多发电近亿千瓦时。
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生态环保直通车
作者 | 奉永成 毛舟宇 王铭安编辑 | 胡盼盼一审 | 胡盼盼二审 | 张尚武三审|李伟锋