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(píng)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(duì)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(guó)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(duì)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(kù)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(kù)庫(kù)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(kù)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(kù)群聚合分解法優(yōu)化計(jì)算為基礎(chǔ),探討了制作水庫(kù)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(kù)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(guò)模擬運(yùn)行,驗(yàn)證了以聯(lián)調(diào)函數(shù)指導(dǎo)水電站庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度的實(shí)際效益。

本文討論了水電站水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的一般理論及其調(diào)度函數(shù)，提出了水庫(kù)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(duì)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(wèn)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(chǎng)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(duì)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(wèn)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(chǎng)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(jí)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(zhǎng)期調(diào)節(jié)水庫(kù),總裝機(jī)容量達(dá)11386萬(wàn)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(cè)模型和灰色預(yù)測(cè)模型，并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證，兩種預(yù)測(cè)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(duì)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(duì)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(wèn)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(jiǎn)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(chǎng)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(chǎng)。通過(guò)物理模型試驗(yàn)驗(yàn)證,兩者結(jié)果吻合較好。

針對(duì)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(wèn)題,基于誤差理論,對(duì)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(duì)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(chǎng)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(jiǎn)化計(jì)算公式,通過(guò)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(kù)的凋蓄能力,汛期搶發(fā)電量的調(diào)度問(wèn)題給出了優(yōu)化水庫(kù)放水、蓄水過(guò)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(kù)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(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)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(wèn)題。雖然該水庫(kù)設(shè)計(jì)有效庫(kù)容為37萬(wàn)m^3,但經(jīng)過(guò)38年的運(yùn)行之后,幾乎無(wú)有效庫(kù)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(zhǎng)達(dá)8年電廠運(yùn)行期,并估算由于水庫(kù)缺少相應(yīng)的庫(kù)容轉(zhuǎn)而由溢流壩渲泄的水量。通過(guò)對(duì)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。

隨著油田進(jìn)入特高含水開發(fā)階段，剩余油挖潛難度越來(lái)越大，油田開發(fā)人員希望通過(guò)精確地下油層模型模擬，從而找準(zhǔn)剩余油富集區(qū)域。而油藏儲(chǔ)層及其相關(guān)參數(shù)的分布同時(shí)具有結(jié)柯陛（確定性）和隨機(jī)性（局部變異性），如何對(duì)模型中未知點(diǎn)進(jìn)行精確插值，如何對(duì)模型進(jìn)行變差函數(shù)設(shè)置成為提高地質(zhì)建模精度的關(guān)鍵。本文介紹地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)常用方法克里金插值優(yōu)缺點(diǎn)，及其如何在隨機(jī)建模中合理應(yīng)用，結(jié)合北二西區(qū)塊地質(zhì)建模，總結(jié)petrel軟件中變差函數(shù)設(shè)置對(duì)模型精度的主要影響。

利用不確定理論，將入庫(kù)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(jí)水電站短期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)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。

本次徑流影響分析研究按各梯級(jí)建設(shè)時(shí)序?qū)ωS滿電站、白山、紅石徑流分段進(jìn)行還原，并將還原后天然狀態(tài)的徑流與受水庫(kù)調(diào)蓄影響后的徑流進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，豐滿水電站的運(yùn)行改變了河流天然狀態(tài)年際徑流量和徑流量分布，而且梯級(jí)開發(fā)對(duì)徑流的人工控制對(duì)松花江中下游自然河流狀態(tài)的徑流量年內(nèi)分配具有很大的影響。

文章推導(dǎo)了水電站徑流調(diào)節(jié)的多種數(shù)值計(jì)算方法,并從數(shù)學(xué)原理和工程實(shí)用方面對(duì)各數(shù)值解法進(jìn)行了比較,推薦簡(jiǎn)便、高效的不動(dòng)點(diǎn)迭代法應(yīng)用于徑流調(diào)節(jié)計(jì)算。

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(guò)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(cè)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本匹配,效果良好。