在Excel中用试算法实现水库调洪演算

第２９卷第１期

２ ０１

四川水力发电

Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ

Ｐｏｗｅｒ

Ｖ０１．２９，Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．，２ ０ １ ０

０年２月

在Ｅｘｃｅｌ中用试算法实现水库调洪演算

程时宏１， 袁东风１， 胡本健２

（１．二滩水电开发有限责任公司，四ＪｉＩ成都６１００５１；２．中国水电顾问集团成都勘测设计研究，四川成都６１００７２） 摘要：试算法是调洪演算中常用的方法之一。该方法利用列表试算求解联立方程式，通常又称为列表法。在实际调洪计 算过程中，常常需要考虑调整闸门的启闭方式，以达到理想库水位运行过程。使用Ｅｘｃｅｌ进行调洪演算可以任意调整入库流 量过程、闸门启闭弃水方式，调洪演算过程迅速完成，辅助调洪结果过程线，可使日常水库调度工作达到事半功倍的效果。 关键词：Ｅｘｃｅｌ；调洪演算；试算法 中图分类号：ＴＶ６２；ＴＰ３；ＴＶｌ２２

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１－２１８４１２０１０）０１－００７７－０２

１调洪演算原理

、

．

的出流过程线ｑ—ｔ比人流过程线Ｑ—ｔ在时间上 向后推延，在洪峰流量上得到削减。经过水库对 就是水库的调洪作用。

水库调洪演算实际上就是求解式（１）和式

水库调洪演算的原理就是水库水量平衡。水 水量和水库蓄水量的变化过程。图１为水库调洪

库调洪的过程就是在ａｔ时段内，入库水量、出库 洪水的调节，最大洪峰流量由Ｑ朋被削减到ｑ村，这

过程，可用水量平衡方程式表示：

（２）这两个联立方程，以得到下泄流量过程线。

２试算法计算步骤

调洪演算中常用方法之一的试算法就是利用

式中Ｑ。，Ｑ：为计算时段始末的入库流量；ｑ，，ｑ： 为计算时段始末的出库流量；Ｖ１，％为计算时段

始末的水库蓄水量；ａｔ为时段长。

列表试算求解联立方程式，其计算步骤如下：

（１）将预报入库过程线（或设计洪水过程线）

分成若干时段；

（２）假定第一时段末的出流量ｑ：值；

（３）计算第一时段内人流总量及出流总量， 其差值为本时段内蓄水量增值：

第一时段内入流总量为：

第一时段内出流总量为：

ＡＩＶ，：（咎娑）Ａｔ：ｐＡｔ

二

（４）

图１水库调洪演算不意图

此时段内蓄水量的增值（或减值）即：

式（１）中，入库流量Ｑ，，Ｑ：是已知的，时段 初的库水位ｈ及其相应的蓄水量Ｋ以及时段初 ｑ。出库也是已知的。只有时段末的Ｋ和ｑ：是未 知数。该两未知数需要利用方程式（２）即水库出

△Ｖ＝ａ形一△形７ （５）

（４）将此蓄水量值加上第一时段初之蓄水量

（即水库原有的蓄水库容），得第一时段末的蓄水 量为：

耽＝Ｖｉ＋Ａ

Ｖ

（６）

库流量与蓄水量的关系来表示。

ｑ＝以ｈ）＝八ｙ）

。（５）根据第一时段末的蓄水量屹，查水位一

（２）

库容关系曲线，得第一时段末库水位；

（６）以第一时段末库水位，查水位一泄量关

如图１所示，当洪水进入水库后，首先存蓄一 部分（图中阴影部分），使水位升高。因此，水库

收稿日期：２００９－０５—１２

系曲线，得到出流ｑ：之值。若此值与第２项假定

值相符，则试算结束；否则需要再假定一个ｇ：，重

万方

数据

Ｓｉｃｈｕａｎ ＷａｔｅｒＰｏｗｅｒ囫

垒掣△ｔ一掣△￡：Ｋ—Ｂ（１）

形：（半） ｔ：刁二ｔ（３）

程时宏等：在Ｅｘｃｅｌ中用试算法实现水库调洪演算

２０１０年第１期

复上述步骤试算，直至符合为止；

（７）第一时段末的出流量ｑ：即为第二时段初

出流量，依此类推，就可以求得整个出流过程线。

３

Ｅｘｃｅｌ实现试算法

表１为某水库某水位段的闸门泄量及库容曲线

（库容值已经由体积单位ｍ３转换为ｍ３／８ ２４ ｈ，这 样做便于根据出库流量直接计算库容变化值）。

表１曲线关系表

图２迭代计算设置示意图

所示１４单元格的公式）。

（４）再查询到该库容值对应的库水位（参考 文献［１］中的相关内容），即为时段末库水位。

如表２中已知数据为入库过程线（单元格 Ｇ３：Ｇ７，瞬时值），第一时段初库水位（单元格Ｈ３，

计算时段为６ ｈ（单元格１９），未来发电流量过程

（５）最后在单元格Ｑ４中输入公式“＝Ｊ４＋ Ｍ４＋Ｎ４”进行循环计算，即可得到调洪后的各实

瞬时值）及该库水位对应的库容值（单元格１３）， 际数据。

依此类推，将各公式填充完毕，整个演算过程 即可完成，如表３所示。以后使用时，只需要修改

表３中各已知数据即可得到调洪演算过程。

表３试算法演算的计算过程表

（单元格Ｊ４：Ｊ７，根据发电计划负荷转换为时段平 均发电流量），未来闸门开启运行方式（单元格 Ｋ４：Ｌ７，每个闸门时段内的系数计算方法参考文

献［１］中的相关内容），即泄流方式。

表２试算法演算的已知数据表

因为试算法需要进行多次试算，且该演算过

４结语

手工试算费时费力且精度不高，容易出错；采

用高级编程语言编制程序功能扩展性不高。使用 程变得非常简单，并且非常直观便捷，而且可以提 高工作效率和成果的准确性。若进一步扩展，如

加入发电负荷过程转发电流量等，可以使调洪演 算更加完善。

程属于循环计算过程，需要将Ｅｘｃｅｌ中“工具”菜 Ｅｘｃｅｌ实现水库调洪演算，不仅可以使调洪演算过

单中的“选项”内的“重新计算”的“迭代设置”选 中，并设置适当的“最多迭代次数”和“最大误

差”，如图２所示。

试算步骤为：

（１）先假定平均出库流量为３ ２中的Ｑ４单元格。

０００

ｍ３／ｓ，如表

参考文献：

［１］程时宏．Ｅｘｃｅｌ在水库调度数据处理中的应用［Ｊ］．水电站机

电技术，２００５，２８（１）：８４－８６．

１９８７

（２）分别计算出平均入库流量（公式为“＝ ［２］虞锦江，等．水电能源学［Ｍ］．武汉：华中工学院出版社， （Ｇ３＋Ｃ，４）／２”），平均库水位（公式为“＝（Ｈ３＋ Ｈ４）／２”），各闸门平均弃水流量（计算方法见参 考文献［１］中的相关内容）。

（３）然后根据式（５）和式（６）得到时段末库容 值（公式为“＝（Ｐ４一Ｑ４）×Ｉ￥９／２４＋１３”，如表３

作者简介：

程时宏（１９７６．），男，湖北通山人，工程师。工程硕士，从事流域水

库调度与水调自动化相关工作； 袁东风（１９７５ ），男，湖北建始人，助理工程师，从事水电厂机械检

修工作； 胡本健（１９７５一），男，四川成都人，工程师，从事水电工程测绘工

作． Ｉ责任编辑：李燕辉）

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万方数据

在Excel中用试算法实现水库调洪演算

作者： 作者单位：

程时宏， 袁东风， 胡本健， CHENG Shi-hong， YUAN Dong-feng， HU Be …… 此处隐藏：1022字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……