王亚东
国能陕西水电有限公司 陕西西安 710065
摘要：目前，我国的水电站建设的发展迅速，在气候变化的影响下，全球水循环、水资源分布状况均发生了巨大改变。IPCC在2013年发布的第五次评估报告中指出，随着CO2等温室气体的增排，未来气温及辐射强迫将持续上升，会给水文循环过程带来更加深远的影响。水文循环系统中，淡水对人类社会与活动极其重要，但其储量却不足全球总水量的1%。可供人采用的淡水资源最主要载体便是河川径流，水库作为一种调节河川径流的工程，在使河川径流更适合人类社会采用、综合利用水资源与水能及维持生态环境方面发挥着重要的作用。因此研究气候变化对未来河川径流的影响，进而研究未来径流变化对水库水力发电的影响有着重要意义。气候变化条件下的未来径流变化近年来已成为水文学领域的研究热点，其中以全球气候模式数据驱动水文模型，进行流域未来径流模拟预测研究，逐渐成为研究气候变化对流域水资源影响的主流和热点。
关键词：气候变化；水电站发电出力；影响研究
引言
水电属于一种可再生的能源，具有清洁环保的优点，在我国的经济发展过程中扮演着重要的角色。因此，需提升水电站的日常发电效率。本文主要分析和研究了影响发电效率的因素，并提出了提升发电效率的的方法，以供参考。
1气候模式与统计降尺度
全球气候模式(GCM)是目前进行大尺度气候模拟和研究气候变化最为可行的方法，但GCM的输出结果受到分辨率的限制，只能够反映出较大尺度的网格气候变化平均特质。流域水文模型所需要的区域特征精度要求较高，GCM输出结果无法满足，现有研究表明，使用统计降尺度方法常常能够弥补GCM区域预测的不足，该方法与其他方法相比计算简单且效果良好。气候模式数据来自美国环境与保护中心的全球再分析日数据，空间分辨率为2．5°×2．5°。历史降水、气温数据(1961－2017年)则选择汉江流域上游8个国家气象站点(略阳、佛坪、石泉、镇安、万源、商州、安康、西峡)的观测数据。在选择气候预测因子方面，应主要考虑3个方面:①选取的预测因子与预测量之间应具有较强的相关关系;②预测因子可以从全球气候模型输出中相对容易地获取;③全球气候模型能够较为准确地模拟选取的预测因子。堵河流域所在地区属于副热带季风气候，该地区的降水主要影响因素有位势高度场、海平面气压以及湿度等因素。因此，本文选取850hPa位置比湿、平均海平面气压、500hPa位置风速、500hPa位势高度、850hPa地表温度、2m地表平均温度这6个因子作为降水、气温的降尺度预测因子。利用平水年法，采用等流量调节方式进行水能计算得到的历史、ＲCP4．5、ＲCP8．5情景下的黄龙滩水电站多年平均年发电量分别为7．43、7．79、7．31亿kWh，与历史入库流量输入计算得到的多年平均年发电量相比，ＲCP4．5未来情景下得到的多年平均年发电量增加了4．8%，而ＲCP8．5未来情景下得到的多年平均年发电量减少了1．6%。多年平均年发电量与水量及水库的调蓄能力有关，在ＲCP4．5情景下模拟的未来入库流量均值增大，水量增多，在水库调蓄能力足够的情况下，能够较好的利用水能进行发电。而ＲCP8．5未来情景下模拟的未来入库流量均值改变较小，水量上无较大改变，年内分配不均匀程度锐化使得汛期产生弃水、供水期发电流量较小的可能性增大，从而降低了年发电量。
2水电站发电效益的提升
2.1 提升服务水利经济
水能资源是一种非常宝贵的自然资源，也是清洁环保的绿色资源。充分利用水能资源，可以促进水电的发展，并能有效提升水利经济的水平。
因此，水电站实际运行过程中，在做好防控防汛的基础上，要加强对水利经济的重视，做好小水电站的发展工作，有效提升水电站的发电效益，促进服务水利经济水平的提升。日常工作开展过程中，部门之间要积极地配合合作，在生产生活用水、农田灌溉用水以及防控排涝方面做好对接和处理，有效提高水电站的发电效率，促进发电效益的提升和发电收入的增加。
2.2 做好协调调度，优化发电水位
当前的水电站运行过程中，工作的调度需要上级防汛部门统一下达指令，合理的调配发电的水位，有效确保发电机组的高速运行。因此，水电站实际运行过程中要做好两个方面的内容。一方面，要加强和上级防汛调度部门之间的交流和沟通，能够及时地将发电的需求和实际的水情情况向上级防汛调度部门反映，并提出合理性的建设；上级防汛部门研究后，下达操作性强的调度指令，合理地安排上下游和周边工作，确保水电站发电水位和水头。另一方面，长期运行管理过程中，针对水电站机组的日常情况做好数据的记录和保存，以便根据数据记录情况对机组的运行状况进行分析，并有效判断高效率的上下游水位和水头；日常开机发电过程中，将水位的关系尽可能地调整到最佳的状态，增加机组的出力，整体提高发电的效益。
2.3 供水模式的创新
水电站实际运行过程中，为了有效促进发电效率的提升，需针对传统的供水模式进行创新。通过实践为供水模式变革提供有效的依据，促进发电效率的提升。例如，日常水电站运行过程中，优先满足城乡的生活用水。这样的工作模式首先是要满足一定的水量，因此使水电站的发电效率受到一定的影响。实际工作过程中，可以经过多方的协调，针对生活用水提出可行性的实践操作，通过下游区的水量满足下游区的用水需求，保证水电站的发电效率，有效提升发电效益，增加发电的收入。水电站实际运行过程中，发电效率会受到多种因素的影响，造成发电效益的低下。分析相关因素可知，影响发电效率的因素包括外部因素和内部因素。内部因素无法改变，就需要减少外在因素对发电效率的影响，以有效提高发电效益，增加发电收入，促进水电站的发展。为进一步了解气候变化对电站发电效益的影响，不同气候场景下金哨水电站的未来发电情况预测结果与历史时期发电情况进行对比。由表格中的数据可知，RCP2.6气候场景下的未来发电情况与历史时期相差不大，而RCP4.5和RCP8.5气候场景下的未来发电情况与历史时期相比有较大的减幅。由此可见，如不能很好保护环境，减少温室气体排放量，金哨水电站的远期发电效益将受到气候变化的显著影响。
结语
不同气候环境对河流径流量以及水电站的发电效益存在显著影响，对不同气候场景下的水电站未来发电效益进行模拟分析，并获得如下主要结论：①根据浑江流域和金哨水电站的具体情况，构建出水电站运行模型。②对未来50a金哨水电站的发电情况进行模拟计算，结果显示RCP4.5和RCP8.5气候场景下的未来发电量将大幅减少，说明金哨水电站的远期发电效益将受到气候变化的显著影响。
参考文献
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