Excel曲线拟合法在锦东水电厂水库调控中的应用

[摘 要]本文从合理调控水电厂闸坝闸门角度出发，在机组负荷调整或入库流量变幅较大时，在短时间内通过调控闸门运行方式来保证水库水位基本稳定，通过计算软件工具的开发与研究，解决了单纯依靠个人经验调整闸门的理念，为闸门开度调整技g指导，实现合理安排闸门操作的目的，尽量减少闸门的操作频次，在保证闸坝安全方面意义重大。

[关键词]锦东水电厂；多项式拟合；Excel编制计算表格；调度管理

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0392-01

1 引言

锦东水电厂位于四川省凉山州盐源、木里、冕宁三县交界处，系雅砻江下游河段的龙头电站，是国家“西电东送”能源发展战略的重要组成部分。锦东水电厂水库正常蓄水位1646m，水库死水位1640m，调节库容496万m3，可调节水位仅6m，水库属日调节性能。锦东水电厂河水实测最小流量为236.0m3/s，实测最大流量为8680m3/s，多年平均流量为1230m3/s。其上游距离7.5km处坐落着总库容77.65亿m3、调节库容49.1亿m3，水库的调控风险极大。曲线拟合是指用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点集合坐标之间的函数关系，曲线拟合在工程实际中有着广泛的应用。本文以Excel为例，利用曲线拟合方法对锦东水电厂水库的水位与库容、泄流量与闸门开度的关系分别进行了分析和研究，解决了现有数据不充足的问题，为水库调度提供了详实的参考数据。

2 水位与库容关系的曲线拟合

利用曲线拟合的方法，分析库区水位与总库容的数据可以进一步明确所有水位下两者的函数关系，为二级库区的入库增量估算、运行时间估算等提供支撑。用Excel软件进行曲线拟合的步骤：

2.1 对离散点进行趋势分析

在Excel中画图锦东水电厂水库与库容关系，然后进行线性拟合示意如下。

R2称为决定系数，是趋势线拟合程度的指标，它的数值大小可以反映趋势线的估计值与对应的实际数据之间的拟合程度。拟合程度越高，趋势线的可靠性就越高，与真实数据越接近。决定系数的取值范围为0～1，当决定系数越接近1，趋势线的可靠性越高，反之则可靠性较低。

为进一步提高拟合精度，对上述数据点可进行非线性拟合，以4次甚至更多次多项式曲线拟合。根据趋势线拟合程度的指标可知，4次多项式曲线拟合的程度较好，可靠性极高。

2.2 相对偏差分析

由两种不同曲线拟合方法，可知锦东电站库水位与库容的函数关系，在此基础上利用Excel计算可得表1。

上述数据表明，4次多项式拟合精度高，其拟合偏差比线性拟合小一个数量级。利用4次多项式拟合其它水位对应的库容具有实际可操作性。

3 泄流量与拦河闸门开度关系的曲线拟合

锦东水电厂拦河闸坝5扇闸门开度与下泄流量存在着曲线拟合关系，利用六次多项式拟合关系对相关数据进行拟合，本文以1643m对应不同闸门开度为例来说明，应用曲线拟合的方法对拦河闸门开度与单孔下泄流量的分析过程类似。

以此类推，对单孔闸门开度在1m、2m、3m……不同水位下的下泄流量进行数据拟合，可得出拦河闸门在整米开度下不同水位时的单孔下泄流量。通过大量的数据拟合，便可得到拦河闸门在非整米开度、非整米水位的单孔下泄流量。

4 数据处理与应用

通过对设计原有不充足数据的曲线拟合，可得到更为精细的数据，并形成可为利用的数据库。应用Excel的数据引用和公式编辑功能，可形成功能化的表格，为水库运行调度提供依据。

以库区水位与相应库容的数据表为例说明，利用Excel的数据引用lookup函数。

输入数据栏共3项（蓝色），黄色表格为引用数据，粉红色表格为计算结果显示栏。在输入数据栏输入相关数据后，便可知某一时间内的平均入库流量增加量或估算到达控制水位的运行时间。以此类推，依据库水位1640m至1646m间任意水位、任意闸门开度对应的单孔下泄流量的数据表，同理可编辑应用功能表格以实现输入水位、输入闸门开度便可计算下泄流量。此类功能表格的应用对日常水库运行调度十分有利。

5 结语

应用曲线拟合对离散数据进行趋势分析，建立可以利用的基础数据库，在锦东水库调度研究中起到了关键性作用。利用Excel形成的功能化表格，可准确的掌握水库调度的各种水情信息，为运行人员的日常调度管理提供依据，有效的避免了拦河闸门的不必要操作，大大的提高了工作效率。

参考文献

[1] 杨聪辉，游进军.游进军.流溪河大坳拦河坝坝下水位流量关系的确定[J]，广东水利水电，2008，6：31-34、37.