本发明涉及一种日调节水库不同时期的水位动态控制方法，属于水利水电调控技术领域。
背景技术：
一般水电站建设完成后，如何充分发挥经济、社会效益，最大限度地提高企业在电力市场上竞争能力是各大流域发电公司面临的新问题。在新的电力市场改革环境下，水电企业面临降价让利的严峻形势，水电在汛期“有水就发、火电让路”的形势已成为历史。在寻求水电经济运行、发电效益最大化，在平衡“量”与“价”关系的过程中，水库优化调度、经济运行就显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种日调节水库不同时期的水位动态控制方法，将日调节水库分为枯水期、枯汛交替期、汛期和汛枯交替期4个不同时期进行水位动态控制，提升了日调节水库经济运行水平，实现了合理利用洪水资源。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种日调节水库不同时期的水位动态控制方法，包括以下步骤：
1)将日调节水库分为4个不同时期进行水位动态控制，4个不同时期分别为枯水期、枯汛交替期、汛期和汛枯交替期；
2)制定枯水期的水位控制策略；
3)制定枯汛交替期的水位控制策略；
4)制定汛期的水位控制策略；
5)制定汛枯交替期的水位控制策略。
前述的步骤1)中，根据汛期径流量占全年径流总量的比例来确定枯水期和汛期，具体为，如果连续几个月的汛期径流量占全年径流总量的比例大于80％，则判定这几个月为汛期；汛期前、后一个月为枯汛交替期和汛枯交替期，剩余的月份为枯水期。
前述的汛期为5-7个月。
前述的步骤2)中，所述枯水期的水位控制目标为：枯水期日调节水库保持高水位运行；
控制方法为：根据送出线路中断24小时不弃水，确定水位控制范围；
具体水位计算方法为：
入库流量取整个枯水期的多年平均流量的平均值和单月最大值分别进行计算，得到入库水量；电站送出线路中断24h，带厂用电保证一定的生态流量不弃水，根据该生态流量，得到出库水量，进而计算出控制水位最大值；
前述的步骤3)中，所述枯汛交替期的控制目标为：全部利用汛前小洪水，同时水位保持合理高水平；
控制方法为：综合考虑，1)发生洪水时，1年一遇区间洪水1天不弃水；2)无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水，以这两个影响因素确定水位控制范围；
具体水位计算方法为：
a、对于发生洪水时，1年一遇区间洪水1天不弃水的情况，
根据水文资料提供的p＝20％以上频率洪水成果，通过p-ⅲ型曲线推求p＝99％的洪水，从而得到1年一遇的洪水设计值，取1日洪量作为1日入库水量；再结合水电站满发流量计算1日满发水量，进而计算出控制水位；
b、对于无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水的情况，
入库流量取枯汛交替期该月的多年平均流量，得到1日入库水量；水电站送出线路中断1天、带厂用电保证一定生态流量不弃水，根据该生态流量，计算1日满发水量，进而计算出控制水位；
最终确定在枯汛交替期水位控制逐渐由高水位降至所计算的控制水位的最低值。
前述的步骤4)中，所述汛期的控制目标为：利用洪水资源多发电；
控制方法为：综合考虑，1)日调节水库按5年一遇洪水1天不弃水；2)无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水；3)无洪水时，1台机组失备1天不弃水，这三个影响因素，确定水位控制范围；
具体计算方法为：
a、对于5年一遇洪水1天不弃水的情况，
根据水文资料提供的p＝20％以上频率洪水成果，通过p-ⅲ型曲线推求p＝99％的洪水，从而得到5年一遇的洪水设计值，取1日洪量作为1日入库水量；再结合水电站满发流量计算1日满发水量，进而计算出控制水位；
b、对于无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水的情况，
入库流量取整个汛期的多年平均流量，计算得到1日入库水量；
水电站送出线路中断1天、带厂用电保证一定生态流量不弃水，根据该生态流量，计算1日出库水量，进而计算出控制水位；
c、对于无洪水时，1台机组失备1天不弃水的情况，
入库流量取整个汛期的多年平均流量，计算得到1日入库水量；
再考虑1台机组失备，其余机组满发计算，1天不弃水，根据机组的额定流量计算1日满发水量，进而计算出控制水位；
最终确定枯水期水位控制在三种影响因素下计算的水位最大值。
前述的步骤5)中，所述汛枯交替期的控制目标是：利用秋汛多发电；
控制方法为：综合考虑，1)日调节水库按1年一遇洪水1天不弃水；2)无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水，以这两个影响因素确定水位控制范围；
具体水位计算方法为：
a、对于日调节水库按1年一遇洪水1天不弃水的情况，
根据水文资料提供的p＝20％以上频率洪水成果，通过p-ⅲ型曲线推求p＝99％的洪水，从而得到1年一遇的洪水设计值，取1日洪量作为1日入库水量；再结合水电站满发流量，计算1日满发水量，进而计算出控制水位；
b、对于无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水的情况，
入库流量取汛枯交替期该月的多年平均流量，计算得到1日入库水量；
水电站送出线路中断1天、带厂用电保证一定生态流量不弃水，根据该生态流量，计算1日满发水量，进而计算出控制水位；
最终确定在汛枯交替期水位由低水位逐渐抬升至所计算的控制水位的最高值。
前述的生态流量按环保部门要求取值。
本发明所达到的有益效果：
1)采用本发明方法，提升了日调节水库经济运行水平，实现了节能降耗；
2)采用本发明方法，实现了合理利用洪水资源；
3)采用本发明方法，同时也提高了水电站运营管理水平。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种日调节水库不同时期的水位动态控制方法，包括以下步骤：
1)日调节水库分4个不同时期进行水位动态控制，分别为枯水期、枯汛交替期、汛期、汛枯交替期。根据流域的水文特性，结合汛期径流量占全年径流总量的比例来确定枯水期和汛期，具体的，如果连续几个月的汛期径流量占全年径流总量的比例大于80％，则判定为汛期，这里的汛期一般为5-7个月。确定汛期后，汛期前、后一个月为枯汛交替期和汛枯交替期，剩余的月份为枯水期。
例如：北盘江流域一般每年6月入汛，一般12月份进入枯水期，根据一年的径流资料可知，6月到11月径流量占全年径流总量的84％。则在进行本发明的分析时，选取枯水期为次年1月至次年4月份、枯汛交替期为5月份、汛期为6月-11月、汛枯交替期为12月。芙蓉江流域每年4月份入汛，4月-10月为汛期，根据一年的径流资料可知，汛期径流量占全年径流总量的80％以上。所以选取枯水期为12月至次年2月份、枯汛交替期为3月份、汛期为4月至10月、汛枯交替期为11月。
2)制定枯水期的水位控制策略。
枯水期是日调节水库保持高水位运行、降低耗水率的黄金时段，可根据上游调节性能好的水库蓄放调节，合理控制日调节水库的运行水位，在保证安全、不弃水的前提下可尽量抬高运行水位，实现节能降耗。
所以枯水期的控制目标是：枯水期日调节水库保持高水位运行。
控制方法为：考虑送出线路中断24小时不弃水确定水位控制范围。
具体水位计算方法为：
入库流量取整个枯水期的多年平均流量的平均值和单月最大值分别进行计算，电站送出线路中断24h，带厂用电保证一定的生态流量不弃水。
例如，某水电站整个枯水期的多年平均流量的平均值为53.3m3/s，单月最大值为95.8m3/s，生态流量按环保部门要求取值，则两种情况下，按平均值计算的控制水位为883.57m，按最大值计算的控制水位为882.25m，最终确定枯水期水位控制不超过883.57m。结果如表1。
表1某水电站枯水期的控制水位计算结果
3)制定枯汛交替期的水位控制策略。
枯汛交替期是年调节水库水位基本消落至较低水平，有较大的调蓄空间，日调节水库可充分利用好汛前小洪水，同时水位可维持在合理较高位置。
所以枯汛交替期的控制目标是：全部利用汛前小洪水，同时水位保持合理较高水平。
控制方法为：综合考虑1)发生洪水时，1年一遇区间洪水1天不弃水；2)无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水，以这两个影响因素确定水位控制范围。
具体水位计算方法为：
对于发生洪水时，1年一遇区间洪水1天不弃水的情况，
根据水文资料提供的p＝20％以上频率洪水成果，通过p-ⅲ型曲线推求p＝99％的洪水(1年一遇设计洪水)，取1日洪量作为1日入库水量。在结合电站满发流量计算1日满发水量，最终计算水位。
对于无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水的情况，
入库流量取枯汛交替期该月的多年平均流量，然后计算1日入库水量。电站送出线路中断24h，带厂用电保证一定生态流量计算发电水量，然后计算水位。本发明中，该生态流量按环保部门要求取值。
例如，某水电站，经推求得到1年一遇坝址洪水1日洪量为0.47亿m3，则1日入库水量为4700万m3，电站满发流量为200m3/s，则1日满发水量为1728万m3，则得到净入库水量为2972万m3，最终计算得到水位为872.61m。该水电站，枯汛交替期多年平均流量为54.8m3/s，则1日入库水量为473万m3，电站送出线路中断24h，带厂用电保证7m3/s的生态流量，则1日发电水量为60万m3，最终计算得到水位为883.52m。最终确定在枯汛交替期水位控制逐渐由883.52m降至872.61m运行。结果如表2。
表2某水电站枯汛交替期的控制水位计算结果
4)制定汛期的水位控制策略。
洪水利用不好是灾害，利用好是资源，对于水电站如何将洪水资源很好地利用于发电则是水电企业工作的重心之一。水库在汛期如果为了片面追求降低耗水率而抬高水位运行，可能会面临大量弃水；如果为了防止弃水而长期处于低水位运行则不经济，不能实现效益最大化。
汛期日调节水库主要任务是在保证安全的前提下少弃水、多发电，同时要保持相对较合理水位，兼顾耗水率。
所以汛期的控制目标是：利用洪水资源多发电。
控制方法为：综合考虑1)日调节水库按5年一遇洪水1天不弃水；2)无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水；3)无洪水时，1台机组失备1天不弃水，三种情况，确定水位控制范围。
具体计算方法为：
对于5年一遇洪水1天不弃水的情况，
根据水文资料提供的p＝20％以上频率洪水成果，通过p-ⅲ型曲线推求p＝99％的洪水(1年一遇设计洪水)，取1日洪量作为1日入库水量。在结合电站满发流量计算1日满发水量，最终计算水位。
对于无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水的情况，
入库流量取整个汛期的多年平均流量，然后计算1日入库水量。电站送出线路中断24h，带厂用电保证一定生态流量计算1日满发水量，然后计算水位。本发明中，该生态流量按环保部门要求取值。
对于无洪水时，1台机组失备1天不弃水的情况，
入库流量取整个汛期的多年平均流量，然后计算1日入库水量。考虑1台机组失备，其余机组满发计算，1天不弃水，单机的额定流量按设计参数取值。
5)制定汛枯交替期的水位控制策略。
汛枯交替期，年调节水库水位蓄至较高水平，调蓄空间相对较小，因此日调节水库必须考虑防止秋汛弃水，同时也要适当保持较高水位运行，降低耗水率。
所以汛枯交替期的控制目标是：利用秋汛多发电。
控制方法为：综合考虑1)日调节水库按1年一遇洪水1天不弃水；2)无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水，两个因素，确定水位控制范围。
具体水位计算方法为：
对于日调节水库按1年一遇洪水1天不弃水的情况，
根据水文资料提供的p＝20％以上频率洪水成果，通过p-ⅲ型曲线推求p＝99％的洪水(1年一遇设计洪水)，取1日洪量作为1日入库水量。在结合电站满发流量计算1日满发水量，最终计算水位。与枯汛交替期测算结果一致。
对于无洪水时，电站送出线路中断1天不弃水的情况，
入库流量取汛枯交替期该月的多年平均流量，然后计算1日入库水量。电站送出线路中断24h，带厂用电保证生态流量计算1日满发水量，然后计算水位。本发明中，该生态流量按环保部门要求取值。
例如，某水电站，经推求得到1年一遇坝址洪水1日洪量为0.47亿m3，则1日入库水量为4700万m3，电站满发流量为200m3/s，则1日满发水量为1728万m3，则得到净入库水量为2972万m3，最终计算得到水位为872.61m。该水电站，汛枯交替期多年平均流量为133.4m3/s，则1日入库水量为1153万m3，电站送出线路中断24h，带厂用电保证7m3/s的生态流量，则1日满发水量为60万m3，最终计算得到水位为881.09m。最终确定在汛枯交替期水位由872.61m逐渐抬升至881.09m运行。结果如表3。
表3某水电站汛枯交替期的控制水位计算结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。