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数字孪生灌区是数字孪生水利工程的重要组成,也是灌区工程数智化升级的核心实践形态,对推动新阶段灌区高质量发展具有重要意义.本文基于49处数字孪生灌区先行先试建设成效跟踪评估结果,围绕数据底板、模型库和业务应用,系统梳理灌区数智化建设的主要做法与实际成效,凝练了"天空地水工"一体化监测感知系统构建、专题模型研发和信息化平台建设三个方面的典型经验.研究表明,先行先试灌区通过整合既有设施、推进数据共享和补充建设监测站点,持续完善多要素感知网络;围绕供水保障、农业节水增效和工程安全运行等核心需求研发应用专业模型,推动模型计算、业务流程与管理决策深度融合.在此基础上,依据灌溉方式、水源类型、地理区位和业务需求,提出自流灌溉、提水灌溉、混合式灌溉、圩垸和管道灌溉五类灌区数字孪生建设技术模式,明确不同类型灌区在业务平台、感知体系和专题模型方面的建设重点.结合当前灌区现代化建设需求,提出坚持需求牵引、夯实数据底板、强化模型适配、融合节水增效、强化AI融合等发展路径建议,以期为"十五五"时期全国灌区工程数智化升级提供参考.
灌区数字孪生数智化升级建设技术模式人工智能
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在新型电力系统构建背景下,混合式抽水蓄能凭借建设周期短、生态影响低、调节灵活等优势,成为区域电网调节能力补强的重要选择.以乌溪江混合式抽水蓄能电站为研究对象,梳理混合式抽水蓄能电站产业发展脉络与工程技术特性,结合浙江省相关电价政策,构建包含峰谷价差修正、长周期市场仿真、弃水电量利用、辅助服务、收益分摊在内的市场化收益测算模型,定量分析新电价机制下乌溪江项目容量电价收益缺口与市场化收益补足空间,并提出优化策略,可为同类项目投资决策与行业政策完善提供参考.图2幅,表2个.
混合式抽水蓄能电力市场经济性评估调峰需求联合调度
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考虑混蓄电站的季调节特性,以发电效益最大为目标建立水风光蓄互补长短期嵌套调度模型,针对模型求解的高维特征,通过将混蓄电站的抽水发电转换模型引入动态规划逐次逼近算法完成算法改进,并定量分析了混蓄电站对水风光蓄互补系统运行效益的影响.实例验证结果表明:对于依托季及以上调节性能水电站修建的混蓄电站,推荐采用混蓄季调节调度方案,该方案相较无混蓄方案,可有效减少新能源弃电(99.37％),提升系统发电效益(4.34％);通过将下游水量提前抽至上水库,可为下游水库提供额外防洪库容,减少梯级水库弃水量(93.35％);相较混蓄日调节调度方案,可提高枯期发电量,提升系统综合能量转换效率(6.88％).
混合式抽水蓄能季调节多能互补效益评估
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针对两河口混合式抽水蓄能电站砂板岩、高地应力、节理裂隙发育等不良地质条件下,岩壁吊车梁开挖易出现超欠挖、岩台成型差、围岩松弛片帮等问题,文章系统介绍了岩壁吊车梁开挖施工技术.通过采用"分层分序分区开挖+预留双保护层"施工模式,搭配超前预锚固技术,同时实施造孔精度控制、A36PVC管护壁、临时喷混凝土封闭等过程管控措施.施工结果表明:岩壁吊车梁开挖半孔保存率95.7％,不平整度平均6.1 cm,平均超挖6.3 cm,无欠挖及明显爆震裂隙,优于技术要求.研究引入岩石力学卸荷松弛机理与光面爆破应力波理论,创新构建了"地质预处理-爆破参数优化-过程管控"的综合技术路径,量化了不良地质段关键施工参数,为砂板岩、高地应力等不良地质段岩壁吊车梁开挖提供"地质预处理-参数优化-过程管控"的可复制技术范式.
岩壁吊车梁不良地质段超前预锚固光面爆破开挖施工砂板岩
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抽水蓄能电站对提升电力系统稳定性具有重要作用.常见的抽水蓄能电站有混合式和传统抽水蓄能电站2 种类型,但在等效提升电力系统效率的情况下,两者装机容量的置换比例尚不清晰.针对这 2 种抽水蓄能电站,分别构建了水火风光蓄多能互补系统调度模型,统计系统的水电蓄能量、发电保证率等指标.以隔河岩-高坝洲梯级水电站为研究对象,结果表明:在装机容量均为 1 200 MW 时,相较传统抽水蓄能电站,包含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站其调度期末总蓄能提升47.91%,发电保证率提升 2.87%;当系统欠发量为0.1 亿 kWh 时,混合式抽水蓄能电站仅需传统抽水蓄能电站 0.76 倍的装机容量,即可在实现更高发电保证率的同时提升总蓄能.研究成果可为比选抽水蓄能电站装机容量提供参考.
混合式抽水蓄能电站传统抽水蓄能电站装机容量多能互补调度清江流域
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抽水蓄能作为解决可再生能源大规模消纳的核心支撑,是新型电力系统不可或缺的绿色调节电源.然而,当前抽水蓄能的环境价值尚未在绿证交易市场中得到合理体现,还出现了抽水蓄能电站被列为地方重点排放单位或将其判断为高耗能企业并建议购买绿证的现象.基于国内外典型绿证市场认可项目类型与责任主体梳理发现,不同绿证市场对抽水蓄能参与的规则设计各不相同.尽管多数绿证市场暂不向抽水蓄能核发绿证,但有多个绿证机制明确向符合条件的抽水蓄能发电量核发绿证.针对典型地区抽水蓄能转移绿色电力的效果分析显示,两个省份的转移电量中风光电量占比分别是当地电网系统风光输出功率占比的 1.44 倍和 2.08 倍,绿色电力转移效果明显.围绕构建适应抽水蓄能特性的绿证市场机制,提出三项建议:明确抽水蓄能作为"绿色调节电源"的定位,奠定其价值实现基础;推动混合式抽水蓄能纯径流发电部分纳入绿证核发体系,分步解决绿色权益流失问题;建立来源分层精细化管理、多元化收益分配、认知提升及多次交易试点的市场化绿色价值实现机制.
抽水蓄能绿色电力证书绿电转移
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为了更加精确地评估混合式抽水蓄能电站在高比例新能源消纳系统中的经济效益,提出一种基于流量优化的混合式抽蓄电站精细化运行成本模型.模型以机组流量构建精细化优化目标,将以电定水的流量优化和避免机组振动区转化为量化的经济目标,并使用融合多种机制的改进粒子群算法求解,运用拉丁超立方抽样和K-means聚类生成多场景进行验证.以实际工程案例为参考,结果表明混蓄电站相比于加装常规机组,在保证无弃风弃光和保证电网供需平衡的同时,拥有更低的厂内经济成本和更高的经济效益.研究更科学地揭示了混蓄电站在平抑波动、提升系统稳定性方面的巨大经济价值,为混蓄电站的规划与效益评估提供了更精确的决策依据.
混合式抽水蓄能电站多能互补粒子群算法厂内经济精细化模型
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学位论文]作者：
陈佑薇
学科教学（英语） 四川外国语大学 2026(学位年度)
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地下厂房的渗流问题目前研究已较为成熟,但对于顶部暴露于地面的半地下厂房,其渗流问题却鲜有研究.首次采用地下水模拟程序MODFLOW构建三维数值模型,对紧水滩混合式抽水蓄能电站研究区的地下水流场进行模拟与验证,并对12种不同半地下厂房渗流控制方案进行模拟分析.结果表明,所建模型地下水位动态拟合良好,参数均在合理范围内.排水廊道的布置形式是影响防渗效果的关键因素,"四面布置"方案防渗效果最佳,拦截率高达98.21%,"三面布置"方案次之,"一面布置"方案效果最差.排水孔间距对防渗效果具有一定影响,在"四面布置"和"三面布置"方案下,排水孔间距越小,防渗效果越好.实际工程中,需结合防渗需求与工程成本确定防渗方案.研究成果可为半地下厂房的防渗设计提供有效参考.
抽水蓄能电站半地下厂房MODFLOW渗流控制排水廊道排水孔数值模拟
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地下洞室钻爆施工释放的有毒气体严重威胁特大洞室施工安全.以湖北平坦原抽水蓄能电站主厂房第Ⅳ层为研究对象,针对特大断面地下洞室混合式通风过程中有毒气体排除困难的问题,建立抽压风管对向布置下CO扩散的CFD数值模型,通过现场监测数据验证了CFD数值模型的可靠性,借助数值计算系统模拟抽压风管协同距离对CO扩散的影响.研究结果表明:对向布置混合式通风流场稳定后,射流充分发展与抽出气流协同形成清晰的主流通道,CO稀释和扩散由洞室工作面开始逐步运移到洞室外;当抽压风管协同距离控制在 30 m时,可快速建立"推拉协同"机制,通风效率相对于抽压风管协同距离在20、40 m工况有所提升,为地下洞室通风系统的参数化设计与高效运行提供指导.
地下洞室混合式通风对向布置CO扩散数值模拟
