湖南日报全媒体记者 奉永成 通讯员 毛舟宇 王铭安
进入汛期,泄洪腾库还是蓄水抗旱、发电削峰?这一直是水库调度要面对的最大“矛盾”。
国网湖南电力主责调度柘溪、凤滩、东江三大水库。他们利用水库调度自动化系统,一改过去水库调度泄洪凭经验、蓄水靠“赌”、发电看天的不利境况,实现提前感知流域雨水情,利用AI“神机妙算”精准调度,兼顾了防洪安全与发电效益。
4月13日,记者来到国网湖南水电公司(简称“水电公司”),见识了水库调度自动化系统的“智慧”。
感知雨水情不再“开盲盒”
来到郴州东江水库,记者在水库附近一栋民房楼顶上看到,一块太阳能电池板下面摆放着一排仪器,旁边还有一个圆柱形铁桶,桶里是翻斗式雨量计。
“这是一套水情测报系统,相当于水库调度自动化系统的‘侦察兵’,可以提前感知雨水情,为调度人员科学决策提供依据。”水电公司水调专家王奇玲向记者介绍。
以往,调度人员根据气象预报,大概知道某地会降雨,但降多少、范围有多大,并不清楚。王奇玲形象地说,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。
记者看到,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。
目前,水电公司已在柘溪、凤滩、东江水库流域建成完善的水情测报系统,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”。
东江水库流域布置了20多个水情测报系统。4月13日,记者点击水情测报系统看到,东江水库所在流域未来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计算打败“老会计”
“当前库容16.8亿立方米,未来3天流域平均降雨20.1毫米,来水可控,可通过发电消落水位。”4月13日,水电公司调度人员利用水库调度自动化系统,轻松操作,制定方案,对凤滩、柘溪、东江三大水库进行实时调度。
汛期来临,水库调度进入一年中最紧张的时候。水电公司水库调度专家唐乾柏说,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。
在新的水库调度自动化平台,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,成功打败了“老会计”。例如,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。
记者在小东江水库看到,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”。
年均增加发电近亿千瓦时
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。
王奇玲说,如今,水库调度不仅不是凭经验,还能运用“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”,让水库调度更加统一高效。
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。