嘉陵江中上游水庫群聯合調度的必要性分析

袁玉嬌

(嘉陵江亭子口水利水電開發有限公司，四川蒼溪，628400)

亭子口水利樞紐投運后，嘉陵江中上游流域正式形成了碧口、寶珠寺、亭子口梯級水庫群，三庫累計可用調節庫容32.97億m3，累計可用防洪庫容14.85億m3。若能實現三庫聯合調度，將極大地提升中上游流域整體防洪能力和水資源再分配再利用水平，在保障區域防洪安全的同時提高水資源利用效率。

1 開展聯合調度的必要性

1.1 進一步提升防洪調度水平，適應地方發展需求

水庫群聯合調度可以捕捉入庫徑流的時空差異，充分發揮庫群的庫容補償與水文補償作用，最大限度地提高系統對水資源在時空上的優化配置能力[1]。目前碧口、寶珠寺、亭子口三座水庫都納入了長江流域聯合調度體系，規定了三座水庫的汛限水位和主要的汛期調度運用方式。方案的防洪目標重點為提升亭子口以下南充、重慶等城鎮河段防洪能力，并配合三峽水庫對長江中下游遭遇特大洪水時實施洪水調度，未針對嘉陵江中上游河段防洪和洪水資源利用進行細化研究，未能適應當前中上游河段的經濟發展需求。特別是昭化古鎮段防洪需求變化后，缺少相應的調度策略和方案。

1.2 優化梯級水庫群發電調度管理，促進企業提質增效

近年來，水電行業競爭日趨激烈，為了順應水電站經濟運行管理需求，在《水電站水庫經濟調度試行條例》及《水電站節水增發電量考核辦法》的指導下，國內諸多電力企業均已開展梯級(區域)水電站群聯合調度，如三峽公司、貴州華電烏江公司、國電大渡河公司以及黃河上游水電開發公司等。流域內有水力聯系的水庫群由于所屬業主、供電范圍和調度機構設置不同[2]，由不同的梯級聯合調度模式，增加企業效益。

1.3 發揮綠色能源優勢，深度參與“雙碳”經濟

2021年7月我國已正式開始碳排放交易，水電將在碳排放交易市場占有重要席位。碧口、寶珠寺、亭子口樞紐作為嘉陵江流域中上游重要電力來源，其提供的綠色電力對所在區域電網安全、環保運行有重要作用，具有巨大的環境效益和社會效益。通過優化防洪與發電調度方式，可實現節水增發，助力減排，為今后深度參與“雙碳”經濟夯實基礎，為國家實現“碳達峰，碳中和”的戰略目標貢獻力量。

2 開展聯合調度的有利條件

以碧口、寶珠寺、亭子口的防洪與發電調度優化為目標，研究河段的防洪現狀，分析其電力生產情況，以歷史典型洪水為基礎，分析不同來水情況的梯級水庫防洪調度策略，形成防洪調度策略集。同時從流域水資源利用角度，考慮各電廠實際電力生產調度情況，分析不同水平年來水(采用不同的典型年)，優化梯級各電站消落與蓄水策略以及發電調度策略，最終形成不同洪水情況的防洪調度策略和不同水平年來水情況的發電調度策略集。

2.1 嘉陵江中上游水庫群聯合調度的研究基礎

嘉陵江亭子口上游區域降雨來水時空分布極不均勻，干流與支流白龍江的降雨來水差異明顯，中小洪水不同步，給亭子口電站和白龍江梯級電站聯合互補調度提供了有利條件。在防汛及水量調度方面，碧口、寶珠寺、亭子口同屬長江上游水庫群聯合調度大型骨干水庫，防汛及水量調度均由長江防總統一調度，有利于協調統籌、聯合調度。電力調度方面，碧口雖屬甘肅電網直調，但有一回220kV送川線路，碧口和寶珠寺早年已建立聯合協調調度的基礎；亭子口、寶珠寺、紫蘭壩、虎頭寺等電站同屬四川電網直調，更便于電力調度協調。

2.2 嘉陵江中上游河段防洪的現實需求

根據《2021年長江流域水工程聯合調度運用計劃》，碧口、寶珠寺、亭子口的防洪調度方案仍以嘉陵江中下游為主，未涉及中上游的防洪調度方案。亭子口運行以后，2018年、2020年兩次嘉陵江流域大洪水過程的調度實踐情況表明，僅考慮中下游城市群防洪而對中上游河段的防洪策略不足導致中上游河段存在較高的防洪風險。因此需要進一步開展針對中上游河段的防洪調度策略的細化研究工作，同時提出上下游防洪需求產生矛盾時的良好協調調度策略。

2.3 梯級水庫的運行水平仍具有巨大的挖潛空間

受嘉陵江流域特別是嘉陵江中上游水量逐年減少影響，中上游各電站發電量很難達到設計目標(即使年來水量偏豐，水量也主要集中在幾次大洪水中，洪水資源化率較低)。如碧口、寶珠寺投運以來僅2年達到設計年發電量；亭子口年發電量僅2020年達到設計年發電量。隨著電力市場化改革的到來，寶珠寺、亭子口等以高電價作為企業盈利點的優勢將不斷削弱，企業發展甚至生存將面臨嚴峻考驗。主動挖掘內部潛力，研究防洪與發電的優化調度方式，科學調度增發電將成為提高企業效益的重要手段。

2.4 聯合防洪和發電的優化調度具有良好經濟價值

目前各大電力集團均積極推進水電優化調度研究工作并獲得了顯著的經濟效益。嘉陵江中上游梯級水庫調度還處于起步階段，因此，開展防洪與發電的聯合調度研究工作，既是企業自身發展需要，也是適應市場的必然途徑。

3 結語

根據國內電力生產企業長期運行成果表明，通過梯級水電站聯合優化調度，可提高流域水資源利用率，增加梯級發電量2%～7%的水平。同時，梯級水庫聯合防洪調度，實現攔洪錯峰和場次洪水的水資源化利用，具有良好防洪效益的同時，亦可增加發電量約1%～3%的水平。

當前嘉陵江中上游梯級水庫群基本形成，且流域中上游防洪形勢和需求均有新的變化，積極開展嘉陵江中上游梯級水庫防洪與發電的優化調度研究，切實解決好中上游流域的防洪問題，兼顧梯級電站水能資源效率，挖掘電站的發電潛能，已成為各電站和沿江區域當前迫切需要解決的問題。通過聯合防洪管理部門、電力調度部門及嘉陵江中上游梯級電站群(碧口-寶珠寺-亭子口)進行防洪與發電調度的對策研究，進一步指導電站的優化調度工作，有效提高流域防洪能力和水能資源利用率，對于各電站及沿河行政區域具有明顯的經濟和社會效益。