金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度技術(shù)進(jìn)展、挑戰(zhàn)與對(duì)策

長(zhǎng)江流域金沙江下游至長(zhǎng)江干流中游的葛洲壩之間，烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽和葛洲壩6座水電站沿長(zhǎng)江干流梯級(jí)布局，共同構(gòu)成世界最大清潔能源走廊。從萬(wàn)里長(zhǎng)江第一壩葛洲壩工程開(kāi)工建設(shè)，到興建世界最大水利樞紐工程三峽工程，再到白鶴灘水電站全面投產(chǎn)發(fā)電，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的建設(shè)歷程跨越了半個(gè)多世紀(jì)。其成功建成和運(yùn)轉(zhuǎn)，推動(dòng)我國(guó)水電領(lǐng)域工程建設(shè)、裝備制造、運(yùn)行管理等關(guān)鍵技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。全面投運(yùn)以來(lái)，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的建設(shè)成就與運(yùn)營(yíng)成效多有報(bào)道，但在學(xué)術(shù)層面，關(guān)于其系統(tǒng)構(gòu)成與功能定位的深入闡述，運(yùn)行管理關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)總結(jié)，以及當(dāng)前面臨挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)舉措的綜合研判，仍相對(duì)匱乏，尚未形成系統(tǒng)性的研究成果。為此，本文首先從金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的構(gòu)成與特征入手，揭示其開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)本質(zhì)，解構(gòu)其系統(tǒng)構(gòu)成，闡釋其典型特征；然后面向水利系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)“大系統(tǒng)”，明確其“大擔(dān)當(dāng)”的功能定位，闡述其“大安全”的綜合效益；進(jìn)一步，從監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)與調(diào)度3個(gè)維度梳理運(yùn)行管理關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展；最后，從“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知、變化環(huán)境下氣象水文預(yù)報(bào)、新形勢(shì)下多目標(biāo)協(xié)同調(diào)度3個(gè)方面，研判當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)舉措。

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的構(gòu)成與特征

從系統(tǒng)規(guī)模審視，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊被譽(yù)為世界最大清潔能源走廊，主要體現(xiàn)在以“大水電”為核心的裝機(jī)規(guī)模與發(fā)電能力上。該走廊沿長(zhǎng)江上游干流自烏東德至葛洲壩，綿延約1800km，總裝機(jī)容量達(dá)7169.5萬(wàn)kW，年均發(fā)電量約3000億kW·h。這一規(guī)模不僅遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)任一單一水電基地，約占全國(guó)十三大水電基地規(guī)劃總?cè)萘浚?.8億kW）的1/4，更在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位，接近世界水電大國(guó)巴西（1.1億kW）、美國(guó)（1.02億kW）、加拿大（8400萬(wàn)kW）的全國(guó)水電總裝機(jī)容量，顯著領(lǐng)先于俄羅斯（5400萬(wàn)kW）。

從系統(tǒng)科學(xué)視角，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊本質(zhì)上是一個(gè)開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)。其以高效協(xié)同開(kāi)發(fā)長(zhǎng)江流域水資源為核心目標(biāo)，是一個(gè)長(zhǎng)江自然系統(tǒng)和人工開(kāi)發(fā)系統(tǒng)高度集成的綜合系統(tǒng)。該系統(tǒng)由工程系統(tǒng)（大壩、電站、電網(wǎng)）、自然系統(tǒng)（水文、生態(tài)、地質(zhì)）與社會(huì)系統(tǒng)（調(diào)度管理、政策制度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展）等相互聯(lián)系、相互制約、相互作用的多元異質(zhì)子系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)內(nèi)各組分間通過(guò)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)與信息傳遞實(shí)現(xiàn)耦合，并持續(xù)與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換。通過(guò)科學(xué)調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、優(yōu)化系統(tǒng)外部環(huán)境條件、協(xié)調(diào)內(nèi)外部互動(dòng)機(jī)制，該系統(tǒng)能在整體層面充分發(fā)揮防洪、發(fā)電、供水、航運(yùn)、生態(tài)等綜合效益。

1.金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的構(gòu)成

從水利資源、工程設(shè)施、調(diào)度管理3個(gè)核心維度著手，闡述構(gòu)成金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的自然系統(tǒng)、工程系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)。

（1）水利資源

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的控制范圍覆蓋長(zhǎng)江上游地區(qū)，其以水循環(huán)為核心的自然系統(tǒng)不僅依托于長(zhǎng)江上游干流，還匯聚了金沙江、雅礱江、岷江、沱江、嘉陵江和烏江等主要支流。該走廊與各支流的交界分別位于攀枝花、桐子林、高場(chǎng)、富順、北碚和武隆水文站。各站點(diǎn)上游是清潔能源走廊的外部環(huán)境，下游則構(gòu)成其內(nèi)部組成部分。具體如下：

攀枝花水文站作為金沙江中游控制站，年平均天然徑流量約560億m3，相當(dāng)于烏東德水庫(kù)天然入庫(kù)徑流量的47%。金沙江上中游已建成蘇洼龍、梨園、阿海、金安橋、龍開(kāi)口、魯?shù)乩陀^(guān)音巖等水電站。

桐子林水文站為雅礱江流域出口控制站，年平均天然徑流量約560億m3，相當(dāng)于烏東德水庫(kù)天然入庫(kù)徑流量的47%。雅礱江已建成兩河口、楊房溝、錦屏一級(jí)、錦屏二級(jí)、官地、二灘、桐子林等水電站。

高場(chǎng)水文站是岷江流域出口控制站，年平均天然徑流量約877億m3，約占三峽水庫(kù)天然入庫(kù)徑流量的20%。岷江干支流已建成猴子巖、長(zhǎng)河壩、瀘定、大崗山、瀑布溝、紫坪鋪等水電站。

富順?biāo)恼?/span>為沱江流域出口控制站，年平均天然徑流量約129億m3，約占三峽水庫(kù)天然入庫(kù)徑流量的3%。沱江干流已建成頑石、石橋、南津驛、王二溪等水電站。

北碚水文站是嘉陵江流域出口控制站，年平均天然徑流量約710億m3，約為三峽水庫(kù)天然入庫(kù)徑流量的16%。嘉陵江干支流已建成碧口、寶珠寺、亭子口、草街、江口、武都等水電站。

武隆水文站為烏江流域出口控制站，年平均天然徑流量約508億m3，約占三峽水庫(kù)天然入庫(kù)徑流量的12%。烏江干流已建成洪家渡、東風(fēng)、索風(fēng)營(yíng)、烏江渡、構(gòu)皮灘、思林、沙沱、彭水、銀盤(pán)等水電站。

（2）工程設(shè)施

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊工程系統(tǒng)由烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽和葛洲壩6座水利水電樞紐工程組成。各電站作為獨(dú)立子系統(tǒng)，均包含樞紐建筑物、機(jī)電設(shè)備及信息系統(tǒng)等，沿長(zhǎng)江干流自上而下串聯(lián)一體形成復(fù)雜梯級(jí)系統(tǒng)——金沙江下游-三峽梯級(jí)系統(tǒng)。

▲金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊 6座水利水電樞紐工程的地理位置

烏東德水電站采用混凝土雙曲拱壩，壩高270m，壩頂高程988m，壩頂弧長(zhǎng)326.95m，壩身布置5個(gè)表孔和6個(gè)中孔，左岸靠山側(cè)布置3條泄洪洞。左右岸地下廠(chǎng)房各安裝6臺(tái)85萬(wàn)kW發(fā)電機(jī)組。

白鶴灘水電站為混凝土雙曲拱壩，壩高289m，壩頂高程834m，壩頂弧長(zhǎng)709m。壩身布置6個(gè)表孔和7個(gè)深孔，左岸布置3條無(wú)壓直泄洪洞。左右岸地下廠(chǎng)房各配置8臺(tái)100萬(wàn)kW發(fā)電機(jī)組。

溪洛渡水電站采用混凝土雙曲拱壩，壩高285.5m，壩頂高程610m，壩頂弧長(zhǎng)698.07m。壩身布置7個(gè)表孔和8個(gè)深孔，左右岸各布置2條泄洪洞。左右岸地下廠(chǎng)房各裝設(shè)9臺(tái)77萬(wàn)kW發(fā)電機(jī)組。

向家壩水電站為混凝土重力壩，壩高162m，壩頂高程384m，壩頂長(zhǎng)度896.26m。從左至右依次布置左岸非溢流壩段、沖沙孔壩段、升船機(jī)壩段、壩后廠(chǎng)房壩段、泄水壩段、右岸非溢流壩段。壩身設(shè)12個(gè)表孔、10個(gè)中孔、2個(gè)排沙洞、1個(gè)沖沙孔。左岸壩后、右岸地下各安裝4臺(tái)80萬(wàn)kW發(fā)電機(jī)組。

三峽水電站采用混凝土重力壩，壩高181m，壩頂高程185m，壩頂長(zhǎng)度2309.47m。壩身布置23個(gè)深孔、22個(gè)表孔、3個(gè)排漂孔、8個(gè)排沙孔、2個(gè)沖沙孔。左岸壩后、右岸壩后、右岸地下分別安裝14臺(tái)、12臺(tái)、6臺(tái)70萬(wàn)kW發(fā)電機(jī)組，另設(shè)電源電站2臺(tái)5萬(wàn)kW機(jī)組。通航建筑物包括雙線(xiàn)五級(jí)連續(xù)船閘和垂直升船機(jī)。

葛洲壩水電站為徑流式水電站，原設(shè)計(jì)裝機(jī)容量273.5萬(wàn)kW，包括二江電站2臺(tái)17萬(wàn)kW機(jī)組和5臺(tái)12.5萬(wàn)kW機(jī)組，以及大江電站14臺(tái)12.5萬(wàn)kW機(jī)組與電源電站1臺(tái)2萬(wàn)kW機(jī)組。經(jīng)12.5萬(wàn)kW機(jī)組增容改造至15萬(wàn)kW后，總裝機(jī)容量達(dá)321萬(wàn)kW。通航設(shè)施包括大江1號(hào)、三江2號(hào)與3號(hào)船閘。該工程系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)水能安全、穩(wěn)定、高效轉(zhuǎn)化為電能的基礎(chǔ)，決定了金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的整體功能。

（3）調(diào)度管理

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的運(yùn)行調(diào)度旨在實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化，并確保多維安全，包括自身安全、運(yùn)行安全和功能安全等，因而涉及多部門(mén)協(xié)同管理。防洪調(diào)度與水資源調(diào)度的責(zé)任主體為水利部及長(zhǎng)江水利委員會(huì)；發(fā)電調(diào)度由國(guó)家電網(wǎng)有限公司和中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)；航運(yùn)調(diào)度由交通運(yùn)輸部長(zhǎng)江航務(wù)管理局和長(zhǎng)江三峽通航管理局承擔(dān)；運(yùn)行管理單位為中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)三峽集團(tuán)）。此外，生態(tài)環(huán)境、應(yīng)急管理、自然資源等主管部門(mén)也參與相關(guān)協(xié)調(diào)與監(jiān)管工作。根據(jù)金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的系統(tǒng)界定，將運(yùn)行管理主體三峽集團(tuán)視為系統(tǒng)內(nèi)部組成部分，其他調(diào)度管理主體則視為其外部環(huán)境。

2.金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的特征

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的特征主要體現(xiàn)為外源隨機(jī)性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和功能多樣性。外源隨機(jī)性是指該梯級(jí)水電走廊運(yùn)行面臨外部環(huán)境多重不確定性因素影響；結(jié)構(gòu)復(fù)雜性強(qiáng)調(diào)該梯級(jí)水電走廊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；功能多樣性突出該梯級(jí)水電走廊具有防洪、發(fā)電、供水、航運(yùn)、生態(tài)等多重功能。

（1）外源隨機(jī)性

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊既是水利系統(tǒng)的重要組成，又是電力系統(tǒng)的發(fā)電單元，同時(shí)還是長(zhǎng)江上游水循環(huán)系統(tǒng)的一部分。這些系統(tǒng)構(gòu)成該梯級(jí)水電走廊運(yùn)行的主要外部環(huán)境，使其面臨資源和需求的雙重不確定性，資源側(cè)包括降水、徑流等自然要素，需求側(cè)則涉及防洪抗旱、能源保供、生態(tài)保護(hù)等多目標(biāo)需求。這些要素或?qū)儆谇鍧嵞茉聪到y(tǒng)的輸入，或是其運(yùn)行邊界，均屬于系統(tǒng)的外源輸入。盡管可通過(guò)預(yù)報(bào)手段獲取外源輸入的未來(lái)狀態(tài)，但預(yù)報(bào)本身亦存在不確定性，只能做到在不確定性中尋找最大可能性。因此，受外源輸入不確定性的綜合影響，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的最優(yōu)運(yùn)行調(diào)度本質(zhì)上屬于隨機(jī)多階段決策問(wèn)題。

（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜性

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的工程系統(tǒng)是一個(gè)由“樞紐梯級(jí)-單座電站-發(fā)電機(jī)組”構(gòu)成的多層級(jí)嵌套耦合系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性主要體現(xiàn)在特性曲線(xiàn)、水力聯(lián)系、電力聯(lián)系等多個(gè)維度。

特性曲線(xiàn)方面，有水位庫(kù)容曲線(xiàn)、泄流能力曲線(xiàn)、尾水位流量曲線(xiàn)、機(jī)組動(dòng)力特性、電站最優(yōu)動(dòng)力特性、預(yù)想出力曲線(xiàn)和水頭損失曲線(xiàn)等。這些曲線(xiàn)具有顯著的時(shí)變非線(xiàn)性特征，隨運(yùn)行時(shí)間、工況及環(huán)境條件動(dòng)態(tài)變化，因此需定期復(fù)核甚至重新率定，以確保流量、水位、水頭和出力等關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算精度。

水力聯(lián)系方面，清潔能源走廊6座梯級(jí)電站串聯(lián)運(yùn)行，形成緊密的水力耦合關(guān)系，具體表現(xiàn)為：上游電站下泄流量與區(qū)間入流疊加構(gòu)成下游入庫(kù)流量；上游水庫(kù)尾水位影響下游電站水頭；下游水庫(kù)庫(kù)區(qū)回水對(duì)上游水庫(kù)尾水位產(chǎn)生頂托效應(yīng)；區(qū)間支流匯入進(jìn)一步復(fù)雜化水力響應(yīng)等。這使金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的運(yùn)行調(diào)度遠(yuǎn)較單一水電站復(fù)雜，任一電站的調(diào)度決策不僅要考慮自身運(yùn)行狀態(tài)，還須統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)內(nèi)其他電站的運(yùn)行狀態(tài)。

電力聯(lián)系方面，廠(chǎng)內(nèi)各機(jī)組之間具有緊密的電力聯(lián)系，這為廠(chǎng)內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了條件；梯級(jí)水電站之間存在間接電力耦合，例如烏東德水電站和溪洛渡右岸電站均接入南方電網(wǎng)，具備跨電站電力互濟(jì)能力。

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的自然系統(tǒng)本質(zhì)是一種自然-人工二元水循環(huán)系統(tǒng)，原本的自然河網(wǎng)在多級(jí)大壩調(diào)控作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橛珊訋?kù)單元組成的復(fù)雜河庫(kù)水系。事實(shí)上，不僅走廊內(nèi)部，其外圍天然河道也因水庫(kù)群的建設(shè)與運(yùn)行逐漸演化為河庫(kù)單元串并聯(lián)相接的復(fù)雜水網(wǎng)。相較于天然水系，河庫(kù)水系的產(chǎn)匯流機(jī)制發(fā)生顯著改變，洪水演進(jìn)過(guò)程受水庫(kù)蓄泄調(diào)度的影響，呈現(xiàn)出非連續(xù)性、斷波等新特性，與天然洪水波存在本質(zhì)差異。受此影響，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊內(nèi)6座水庫(kù)的來(lái)水預(yù)報(bào)難度大幅提升，必須綜合考慮自然水文規(guī)律與水庫(kù)調(diào)度等人類(lèi)活動(dòng)的復(fù)合影響。

（3）功能多樣性

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊是國(guó)家“西電東送”戰(zhàn)略的骨干電源點(diǎn)，也是長(zhǎng)江防洪體系的骨干工程，不僅提供能源供給，還肩負(fù)防洪、水資源利用、航運(yùn)和生態(tài)保護(hù)等多目標(biāo)功能。

能源供給方面，該梯級(jí)水電走廊共安裝110臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)7169.5萬(wàn)kW，年均發(fā)電量約3000億kW·h，約占2024年全國(guó)水電發(fā)電量的21%。

防洪保安方面，烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩和三峽5座水庫(kù)總防洪庫(kù)容為376.43億m3，約占2025年度長(zhǎng)江流域聯(lián)合調(diào)度水庫(kù)總防洪庫(kù)容的53%。

航運(yùn)能力方面，該梯級(jí)水電走廊6座水庫(kù)建成后，金沙江下游攀枝花至宜賓段形成768km深水航道，川江重慶至宜昌段航道維護(hù)水深由2.9m提升至3.5～4.5m，重慶至宜昌660km河段航道等級(jí)由Ⅲ級(jí)提升為Ⅰ級(jí)。

水資源調(diào)控方面，該梯級(jí)水電走廊6座水庫(kù)總庫(kù)容達(dá)919.65億m3，約占2025年度長(zhǎng)江流域聯(lián)合調(diào)度水庫(kù)總庫(kù)容的37%，是名副其實(shí)的國(guó)家淡水資源戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備庫(kù)。

生態(tài)保護(hù)方面，該梯級(jí)水電走廊也是一條“生態(tài)保護(hù)走廊”，具備疊梁門(mén)分層取水水溫調(diào)節(jié)、“基荷發(fā)電”促進(jìn)產(chǎn)黏沉性卵魚(yú)類(lèi)繁殖、“人造洪峰”促進(jìn)產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類(lèi)繁殖、保障下游生態(tài)流量需求等生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能。

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的功能定位與綜合效益

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊龐大的物理規(guī)模“硬實(shí)力”決定了其在支撐保障水安全、能源安全和生態(tài)安全中的重要地位。面向水利系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)“大系統(tǒng)”，立足該梯級(jí)水電走廊的“大水庫(kù)”調(diào)蓄能力、“大水電”調(diào)節(jié)能力、“大生態(tài)”發(fā)展理念，明確其功能定位為防洪保安中流砥柱、能源保供“壓艙石”與生態(tài)保護(hù)“主力軍”等“大擔(dān)當(dāng)”。在此指引下，三峽集團(tuán)精益運(yùn)行管理金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊，充分發(fā)揮其綜合效益，在更高層次、更寬領(lǐng)域、更大范圍為國(guó)家水安全、能源安全和生態(tài)安全提供了強(qiáng)有力支撐，持續(xù)助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展。

1.大水庫(kù)——防洪保安中流砥柱，水資源綜合調(diào)控中樞

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊中，烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩和三峽5座水庫(kù)庫(kù)容巨大，其總庫(kù)容分別為74.08億m3、206.27億m3、129.1億m3、51.63億m3和450.44億m3，防洪庫(kù)容分別為24.4億m3、75億m3、46.5億m3、9.03億m3和221.5億m3。

防洪安全方面，5座水庫(kù)均納入2025年度長(zhǎng)江流域聯(lián)合調(diào)度范圍，其防洪庫(kù)容占聯(lián)調(diào)水庫(kù)總庫(kù)容的一半以上，約占長(zhǎng)江干流總防洪庫(kù)容的95%，構(gòu)成長(zhǎng)江防洪工程體系的核心。例如，2020年汛期，長(zhǎng)江發(fā)生新中國(guó)成立以來(lái)僅次于1954年和1998年的流域性大洪水，金沙江下游-三峽梯級(jí)水庫(kù)共開(kāi)展9次防洪調(diào)度，總攔蓄洪量達(dá)362.40億m3，有效避免了荊江分蓄洪區(qū)的啟用，守護(hù)了長(zhǎng)江安瀾。

供水安全方面，5座水庫(kù)蓄滿(mǎn)后可用水量達(dá)429.71億m3，相當(dāng)于約3000個(gè)杭州西湖的水量，是長(zhǎng)江流域水資源調(diào)度的關(guān)鍵中樞，已成為長(zhǎng)江中下游經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的水安全生命線(xiàn)。例如，2022年8—12月，長(zhǎng)江流域遭遇60年來(lái)最嚴(yán)重氣象干旱，金沙江下游-三峽梯級(jí)水庫(kù)向下游精準(zhǔn)補(bǔ)水抗擊旱情，累計(jì)補(bǔ)水103.1億m3，有力保障了長(zhǎng)江中下游地區(qū)生活生產(chǎn)生態(tài)用水。

航運(yùn)安全方面，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊共配備2座升船機(jī)和4座船閘，通過(guò)“大水庫(kù)”補(bǔ)水增加航運(yùn)水深、蓄水延長(zhǎng)深水航道，顯著提升了長(zhǎng)江“黃金水道”的通航能力。2022—2024年間，三峽船閘年均過(guò)貨量1.59億t，三峽升船機(jī)年均貨運(yùn)量408萬(wàn)t，向家壩升船機(jī)年均貨運(yùn)量170萬(wàn)t，長(zhǎng)江“黃金水道”的“黃金效益”得到充分釋放。

2.大水電——能源保供“壓艙石”，清潔低碳轉(zhuǎn)型支柱

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊共裝有110臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)7169.5萬(wàn)kW，超出水電裝機(jī)容量世界排名第五國(guó)家俄羅斯的1769.5萬(wàn)kW，接近排名第四國(guó)家加拿大的8400萬(wàn)kW。在全球單站裝機(jī)容量排名前十二的水電站中，該梯級(jí)水電走廊獨(dú)占五席，包括世界第一的三峽、第二的白鶴灘、第四的溪洛渡、第七的烏東德和第十一的向家壩等水電站。在機(jī)組單機(jī)容量方面，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊是全球巨型水輪發(fā)電機(jī)組聚集地，擁有70萬(wàn)kW及以上機(jī)組86臺(tái)，占全球同等級(jí)別機(jī)組總數(shù)的60%以上。其中，白鶴灘水電站的百萬(wàn)千瓦機(jī)組為當(dāng)前全球單機(jī)容量最大水電機(jī)組。憑借強(qiáng)大的供電能力與靈活的調(diào)節(jié)性能，清潔能源走廊已成為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的“穩(wěn)定器”和“壓艙石”。2024年，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊110臺(tái)機(jī)組首次實(shí)現(xiàn)全開(kāi)運(yùn)行，全年366天持續(xù)參與調(diào)峰，最大日調(diào)峰量達(dá)3177萬(wàn)kW，平均調(diào)峰量為1355.89萬(wàn)kW；最大日發(fā)電量達(dá)16.78億kW·h，全年共計(jì)8天單日發(fā)電量突破16億kW·h，年總發(fā)電量達(dá)2959.04億kW·h。在全國(guó)兩會(huì)、“進(jìn)博會(huì)”、迎峰度冬、迎峰度夏、新中國(guó)成立75周年等多輪重要保電任務(wù)中，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊均發(fā)揮了關(guān)鍵作用。截至2024年年底，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊累計(jì)發(fā)電量已突破3.7萬(wàn)億kW·h，為國(guó)家能源安全、新型電力系統(tǒng)建設(shè)和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

3.大生態(tài)——生態(tài)保護(hù)“主力軍”，水電綠色發(fā)展典范

生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，共抓大保護(hù)、不搞大開(kāi)發(fā)。堅(jiān)持“綠水青山就是金山銀山”“生態(tài)就是資源，生態(tài)就是生產(chǎn)力”的大生態(tài)觀(guān)，通過(guò)實(shí)施珍稀魚(yú)類(lèi)增殖放流、梯級(jí)水庫(kù)生態(tài)調(diào)度、水土保持與生態(tài)修復(fù)等系統(tǒng)性措施，成功將金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊打造為一條“生態(tài)保護(hù)走廊”。自2022年烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩和三峽5座水庫(kù)首次被全部納入生態(tài)調(diào)度范圍以來(lái)，圍繞這條“生態(tài)保護(hù)走廊”，逐步形成了一套涵蓋疊梁門(mén)分層取水調(diào)節(jié)水溫、“基荷發(fā)電”促進(jìn)產(chǎn)黏沉性卵魚(yú)類(lèi)繁殖、“人造洪峰”刺激產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類(lèi)繁殖、庫(kù)尾減淤等調(diào)度方式的生態(tài)調(diào)度體系，生態(tài)效益日益凸顯。例如，在2024年，共開(kāi)展分層取水、基荷發(fā)電、人造洪峰等3類(lèi)11次生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)和2次三峽庫(kù)尾減淤調(diào)度試驗(yàn)。調(diào)度期間，湖北宜都、沙市江段監(jiān)測(cè)到產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類(lèi)總產(chǎn)卵量分別約為687億粒和609億粒，其中“四大家魚(yú)”總產(chǎn)卵量分別達(dá)342億粒和223億粒，均創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。截至2024年年底，梯級(jí)水庫(kù)生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)已連續(xù)實(shí)施14年，累計(jì)放流包括中華鱘（超650萬(wàn)尾）在內(nèi)的長(zhǎng)江珍稀特有魚(yú)類(lèi)20余種，總數(shù)超2720萬(wàn)尾，累計(jì)保護(hù)特有珍稀資源性植物2030余種3.1萬(wàn)余株，推動(dòng)水電開(kāi)發(fā)運(yùn)行與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展，形成經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益與生態(tài)效益的“最大公約數(shù)”。

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度技術(shù)研究進(jìn)展

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊綜合效益能否充分發(fā)揮，關(guān)鍵在于是否有高水平的運(yùn)行管理保障。而運(yùn)行管理效能的高低，則直接依賴(lài)于監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、調(diào)度三大核心技術(shù)的支撐。以下從這三個(gè)維度著手，對(duì)該梯級(jí)水電走廊運(yùn)行管理中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理。

1.多元多要素監(jiān)測(cè)感知技術(shù)

監(jiān)測(cè)感知是金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊運(yùn)行管理的前提和基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)水情（降水、積雪、流量、水位、蒸發(fā)等氣象水文要素）、工情（大壩位移、滲流滲壓、應(yīng)力應(yīng)變等水工建筑物狀態(tài)，以及庫(kù)容、水頭、耗水率、壓差、閘門(mén)等電站運(yùn)行參數(shù)）、電情（電壓、電流、電量、有功、無(wú)功、頻率等機(jī)電設(shè)備狀態(tài)，以及外送直流線(xiàn)路、近區(qū)關(guān)聯(lián)交流線(xiàn)路運(yùn)行情況等電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)）等多元多要素進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，支撐無(wú)縫隙氣象預(yù)報(bào)、多尺度水文預(yù)報(bào)和梯級(jí)電站協(xié)同調(diào)度等業(yè)務(wù)。近年來(lái)，為滿(mǎn)足金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊精益運(yùn)行管理對(duì)大時(shí)空監(jiān)測(cè)感知的迫切需求，綜合運(yùn)用“天空地水工”多種監(jiān)測(cè)技術(shù)裝備方法，結(jié)合有線(xiàn)電話(huà)、光纖通信、移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信等多種通信技術(shù)，構(gòu)建了我國(guó)水電領(lǐng)域規(guī)模最大、功能完備、技術(shù)先進(jìn)的水情工情電情監(jiān)測(cè)感知體系。該系統(tǒng)涵蓋1570余個(gè)雨水情監(jiān)測(cè)站、700余個(gè)國(guó)家氣象站、2萬(wàn)余個(gè)區(qū)域氣象站、74部天氣雷達(dá)、風(fēng)云二號(hào)/四號(hào)系列衛(wèi)星、數(shù)十萬(wàn)個(gè)工情電情監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)覆蓋范圍超100萬(wàn)km2，涵蓋長(zhǎng)江流域上游80%以上的區(qū)域，初步實(shí)現(xiàn)大時(shí)空、高頻次、高精度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)感知，并能夠在極端災(zāi)害導(dǎo)致斷網(wǎng)、斷電、斷路“三斷”情況下對(duì)水情工情電情信息進(jìn)行采集、傳輸與匯聚，主要控制站及控制性水庫(kù)數(shù)據(jù)采集匯聚時(shí)間不超過(guò)10min，系統(tǒng)暢通率與可用度超過(guò)99%。

2.流域雨水情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。科學(xué)精準(zhǔn)的雨水情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是開(kāi)展金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊最優(yōu)運(yùn)行調(diào)度的核心基礎(chǔ)。然而，氣象水文過(guò)程本身具有內(nèi)在不確定性，導(dǎo)致精準(zhǔn)預(yù)報(bào)極為困難，直接影響這一梯級(jí)水電走廊發(fā)電計(jì)劃編制、調(diào)度方案制定及實(shí)時(shí)調(diào)度決策的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。聚焦金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊精益運(yùn)行對(duì)大范圍、高精度預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的更高要求，構(gòu)建了面向精細(xì)水文分區(qū)、覆蓋全流域、定量化、網(wǎng)格化的長(zhǎng)江流域無(wú)縫隙降水預(yù)報(bào)技術(shù)體系，開(kāi)展了以集合預(yù)報(bào)、概率預(yù)報(bào)及多模式最優(yōu)集成預(yù)報(bào)等技術(shù)為核心的短時(shí)-短期-中期無(wú)縫隙銜接的流域降水預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)，以及基于多模式解釋?xiě)?yīng)用集成、動(dòng)力與統(tǒng)計(jì)結(jié)合等技術(shù)的流域延伸期降水預(yù)報(bào)與短期氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)。同時(shí)，針對(duì)河庫(kù)單元串并聯(lián)相接形成的流域復(fù)雜河庫(kù)水系，提出了“流域-產(chǎn)匯流分區(qū)-子單元”三級(jí)空間離散化方法，研發(fā)了“子單元產(chǎn)匯流-分區(qū)河網(wǎng)匯流-流域河道演進(jìn)”相耦合的流域分散式水文模擬與預(yù)報(bào)技術(shù)，通過(guò)氣象水文耦合實(shí)現(xiàn)短中期水文預(yù)報(bào)；建立了基于平滑性先驗(yàn)的流域徑流“時(shí)間-空間-狀態(tài)”多維相似理論，基于物理特征分析與深度學(xué)習(xí)技術(shù)，提出了流域下墊面狀態(tài)及降水時(shí)空分布信息的壓縮降維方法，通過(guò)度量壓縮信息間的距離以評(píng)估徑流成因的多維相似性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多維相似理論指導(dǎo)下的短中期徑流智能預(yù)報(bào)。此外，針對(duì)中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)，建立了“還原流量+調(diào)蓄影響=還現(xiàn)流量”的技術(shù)路線(xiàn)，以短周期氣候預(yù)測(cè)、局地及遙相關(guān)氣候因子等信息為輸入，采用物理與統(tǒng)計(jì)模型相結(jié)合的還原流量預(yù)測(cè)方法，對(duì)未來(lái)1～6個(gè)月及7～18個(gè)月的天然來(lái)水進(jìn)行預(yù)測(cè)，再耦合水庫(kù)群調(diào)蓄影響預(yù)測(cè)結(jié)果，生成各水庫(kù)的中長(zhǎng)期來(lái)水預(yù)報(bào)。

3.梯級(jí)水電站協(xié)同調(diào)度技術(shù)

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊戰(zhàn)略地位突出、綜合效益顯著，其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)保障防洪安全、提升經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和維持電網(wǎng)穩(wěn)定等具有重要意義。這對(duì)汛前消落、防洪度汛、抗旱補(bǔ)水、電力保供、生態(tài)調(diào)度和梯級(jí)蓄水等調(diào)度工作提出了更高要求。為此，聚焦解決金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊上下游電站聯(lián)合與多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化的調(diào)度難題，系統(tǒng)梳理并構(gòu)建了梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度的邊界與約束，提出了適用于防洪、發(fā)電、航運(yùn)、供水和生態(tài)等復(fù)雜調(diào)度場(chǎng)景的梯級(jí)水電站群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型及高效求解算法，在此基礎(chǔ)上，研發(fā)了梯級(jí)水庫(kù)群“動(dòng)態(tài)消落-分級(jí)控制-提前蓄水”多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度技術(shù)。該技術(shù)基于短中長(zhǎng)期來(lái)水預(yù)報(bào)及水工程實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水庫(kù)水位漸進(jìn)靈活消落，同時(shí)通過(guò)防洪庫(kù)容與調(diào)節(jié)庫(kù)容適度置換，使汛前消落期末水庫(kù)運(yùn)行水位可控上?。徊捎媒鹕辰掠翁菁?jí)“等比例分級(jí)攔蓄”策略預(yù)留防洪庫(kù)容，配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游防洪補(bǔ)償調(diào)度，實(shí)現(xiàn)金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)與三峽水庫(kù)防洪庫(kù)容靈活置換運(yùn)用，提升上下游梯級(jí)水庫(kù)整體防洪庫(kù)容利用效率，緩解平枯水年汛期防洪庫(kù)容“曬太陽(yáng)”難題；采用汛末“預(yù)報(bào)預(yù)蓄、有效銜接、分階蓄水”的蓄水調(diào)度策略，增強(qiáng)中小洪水資源化利用，破解汛末水庫(kù)群集中競(jìng)爭(zhēng)性蓄水困境。此外，圍繞梯級(jí)水電站短期精細(xì)化調(diào)控問(wèn)題，融合物理機(jī)制與深度學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建了15min尺度水位預(yù)測(cè)預(yù)警模型。該模型依據(jù)入庫(kù)流量過(guò)程與水電站出力計(jì)劃，精準(zhǔn)推演水庫(kù)上下游水位動(dòng)態(tài)變化，支撐梯級(jí)水電站發(fā)電計(jì)劃精準(zhǔn)制定，并可對(duì)梯級(jí)水電站實(shí)時(shí)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的水位越限風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行超前預(yù)警。

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度中面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策

1.現(xiàn)有監(jiān)測(cè)感知體系難以滿(mǎn)足大時(shí)空、高頻次、高精度需求，亟須加快構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊作為一個(gè)開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)，其精益運(yùn)行高度依賴(lài)于對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部水情、工情、電情的深度感知，同時(shí)也需全面掌握系統(tǒng)外部環(huán)境信息，包括受電區(qū)域氣象信息與負(fù)荷動(dòng)態(tài)、長(zhǎng)江中下游雨水情變化、長(zhǎng)江上游該走廊邊界外雨水情形勢(shì)等。當(dāng)前，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊監(jiān)測(cè)感知體系尚不完備，仍不足以有效滿(mǎn)足“精益運(yùn)行大國(guó)重器”提出的大時(shí)空、高頻次、高精度監(jiān)測(cè)感知需求。“天基”遙測(cè)方面，現(xiàn)有衛(wèi)星載荷無(wú)法對(duì)水利電力對(duì)象開(kāi)展高質(zhì)量觀(guān)測(cè)，缺乏滿(mǎn)足水電行業(yè)特定需求的遙感衛(wèi)星；“空基”探測(cè)方面，現(xiàn)有氣象天氣雷達(dá)聚焦大氣垂直探測(cè)問(wèn)題，不足以有效監(jiān)測(cè)近地面層大氣中的液態(tài)水，制約壩址、庫(kù)區(qū)暴雨預(yù)報(bào)預(yù)警能力進(jìn)一步提升；“地基”“水基”監(jiān)測(cè)方面，存在空間覆蓋范圍不廣、易受自然災(zāi)害影響、監(jiān)測(cè)要素單一等局限，難以保證極端條件下的雨水情監(jiān)測(cè)。

為此，有必要聚焦打造“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系目標(biāo)，建設(shè)世界首個(gè)服務(wù)水電行業(yè)應(yīng)用的遙感衛(wèi)星星座，形成覆蓋長(zhǎng)江全流域，可全天候、全天時(shí)進(jìn)行水情、工情、電情多元多要素遙測(cè)的天基監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)；加快推進(jìn)金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)“三道防線(xiàn)”測(cè)雨雷達(dá)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)雨水情監(jiān)測(cè)從“落地雨”向“云中雨”轉(zhuǎn)變，提升對(duì)短時(shí)強(qiáng)降雨的感知預(yù)警能力；系統(tǒng)梳理長(zhǎng)江上游及其他相關(guān)區(qū)域雨水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)現(xiàn)狀，評(píng)價(jià)論證“地基”“水基”監(jiān)測(cè)站網(wǎng)空間布局、分布密度與監(jiān)測(cè)能力是否匹配實(shí)際需求，針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)優(yōu)化監(jiān)測(cè)站網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)整體功能提升；加快研發(fā)和應(yīng)用智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)、裝備、方法，促進(jìn)新一代信息技術(shù)與水利電力監(jiān)測(cè)感知深度融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、分析及應(yīng)用全鏈條數(shù)智化。最終實(shí)現(xiàn)天基、空基、地基、水基、工基監(jiān)測(cè)“五位一體”，覆蓋金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊水利電力對(duì)象全要素及其運(yùn)行管理全過(guò)程，為梯級(jí)水電走廊安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.變化環(huán)境下預(yù)報(bào)難度加大、需求增多，亟須加速形成“生產(chǎn)-輸送-消納”全過(guò)程氣象水文保障能力

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊系統(tǒng)的資源性外源輸入具有不確定性，特別是在氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)的雙重影響下，這種不確定性有上升的趨勢(shì)。從氣候變化影響看，全球變暖趨勢(shì)持續(xù)加劇，該梯級(jí)水電走廊所處長(zhǎng)江流域是全球氣候變化敏感區(qū)和影響顯著區(qū)，近年來(lái)流域極端降水、極端高溫、旱澇（澇旱）急轉(zhuǎn)等極端災(zāi)害事件趨多趨頻趨強(qiáng)趨廣，導(dǎo)致降水、徑流等資源要素的不確定性增強(qiáng)，進(jìn)一步加大了預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)難度。從人類(lèi)活動(dòng)影響看，受大規(guī)模水庫(kù)群調(diào)蓄影響，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊外部環(huán)境中的天然河道系統(tǒng)已演變?yōu)楹訋?kù)單元串并聯(lián)相接的復(fù)雜河庫(kù)水系，在流域水庫(kù)群統(tǒng)一聯(lián)合調(diào)度格局尚未完全建立的背景下，這無(wú)疑增加了梯級(jí)水庫(kù)來(lái)水預(yù)報(bào)的復(fù)雜性。此外，電力市場(chǎng)化改革持續(xù)推進(jìn)，水電作為技術(shù)成熟的傳統(tǒng)能源正逐步融入電力市場(chǎng)；新型電力系統(tǒng)加速建設(shè)，風(fēng)電、光伏等新能源并網(wǎng)比例不斷提高，水電作為靈活性電源支撐新能源消納。這些新變化對(duì)受電區(qū)域負(fù)荷預(yù)測(cè)、金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊水風(fēng)光能預(yù)測(cè)等提出了更高要求。

為此，有必要聚焦全面提升金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊“生產(chǎn)-輸送-消納”全過(guò)程氣象水文保障能力，優(yōu)化構(gòu)建對(duì)“云中雨”的降雨預(yù)報(bào)模型、對(duì)“落地雨”的產(chǎn)匯流水文預(yù)報(bào)模型、對(duì)“河中水”的河道演進(jìn)模型、對(duì)“庫(kù)中水”的調(diào)蓄預(yù)測(cè)模型，構(gòu)筑由監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò)加“氣陸庫(kù)水”預(yù)報(bào)模型組成的雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)“三道防線(xiàn)”，進(jìn)一步提升梯級(jí)水庫(kù)來(lái)水預(yù)報(bào)精度和延長(zhǎng)預(yù)報(bào)有效預(yù)見(jiàn)期；加強(qiáng)受電區(qū)域短中期天氣預(yù)報(bào)與高溫、寒潮、臺(tái)風(fēng)、凍雨等高影響天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力，為受電區(qū)域用電負(fù)荷預(yù)測(cè)提供高精度的氣象要素預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)受電區(qū)域負(fù)荷預(yù)測(cè)精度進(jìn)一步提升，支撐金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊參與電力市場(chǎng)交易；研發(fā)基于人工智能和數(shù)值模擬相結(jié)合的風(fēng)電、光伏超短期、短期、中長(zhǎng)期功率一體化模擬及預(yù)測(cè)模型，提高金沙江下游新能源場(chǎng)站風(fēng)光功率預(yù)測(cè)精度，支撐金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊水風(fēng)光多能互補(bǔ)調(diào)度運(yùn)行；開(kāi)展微區(qū)域雷電、大風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)技術(shù)研究，持續(xù)提升水電站壩址、新能源場(chǎng)站、外送輸電線(xiàn)路災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)與預(yù)警能力，支撐保障清潔能源場(chǎng)站安全穩(wěn)定運(yùn)行；積極探索人工智能與數(shù)字孿生技術(shù)在氣象水文預(yù)報(bào)中的應(yīng)用，突破傳統(tǒng)范式研發(fā)氣象水文人工智能大模型與智能預(yù)報(bào)平臺(tái)，提升金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊“生產(chǎn)-輸送-消納”全過(guò)程氣象水文保障體系的智能化水平。

3.新形勢(shì)下梯級(jí)水電站的調(diào)度邊界復(fù)雜性凸顯，亟須聚力突破非確定性條件下巨型梯級(jí)水電站多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

2025年是習(xí)近平總書(shū)記提出“總體國(guó)家安全觀(guān)”11周年。總體國(guó)家安全觀(guān)強(qiáng)調(diào)“大安全”理念，涵蓋水安全、能源安全、生態(tài)安全等多領(lǐng)域，其核心要義在于統(tǒng)籌發(fā)展和安全，將二者置于同等重要位置。當(dāng)前，國(guó)家水網(wǎng)工程與新型電力系統(tǒng)建設(shè)加快推進(jìn)，電力市場(chǎng)化改革不斷深化；全球氣候變暖態(tài)勢(shì)持續(xù)，極端天氣事件多發(fā)頻發(fā)；這均對(duì)金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度提出更高要求，調(diào)度邊界的復(fù)雜性日益凸顯。水安全方面，長(zhǎng)江流域水資源管理已由水量分配逐步轉(zhuǎn)向統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與生態(tài)需求的綜合調(diào)控，疊加長(zhǎng)江流域近年來(lái)洪澇、干旱等極端天氣事件頻發(fā)影響，梯級(jí)水電站實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化面臨諸多困難與挑戰(zhàn)。能源安全方面，隨著大規(guī)模高比例新能源并網(wǎng)運(yùn)行，水電功能定位正由電量供應(yīng)為主，轉(zhuǎn)向電量供應(yīng)和容量支撐并重，梯級(jí)水電站調(diào)峰和調(diào)節(jié)任務(wù)加重，帶來(lái)的水庫(kù)調(diào)度新風(fēng)險(xiǎn)明顯增大。

為此，有必要聚焦“安全生產(chǎn)、效益增長(zhǎng)、能力提升”目標(biāo)，深化科學(xué)調(diào)度研究與實(shí)踐。主動(dòng)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)，明晰風(fēng)光新能源發(fā)電特性及對(duì)“大水電”的影響，優(yōu)化梯級(jí)水電站調(diào)度運(yùn)行方式，發(fā)揮好“大水電”綠色低碳優(yōu)勢(shì)，利用好“大水電”調(diào)節(jié)能力資源，充分挖掘金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊的多維價(jià)值；前瞻開(kāi)展國(guó)家水網(wǎng)工程建設(shè)運(yùn)行對(duì)梯級(jí)水電走廊的影響研究，高位探索長(zhǎng)江流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度政策法規(guī)與體制機(jī)制，為梯級(jí)水電走廊調(diào)度運(yùn)行創(chuàng)造更有利的外部環(huán)境；深入開(kāi)展極端天氣事件頻發(fā)、電力交易市場(chǎng)化、新能源高占比、發(fā)電主體不統(tǒng)一、多目標(biāo)調(diào)度需求等復(fù)雜環(huán)境下的梯級(jí)水電站協(xié)同優(yōu)化調(diào)度技術(shù)研究，進(jìn)一步提升精細(xì)化調(diào)度水平，不斷優(yōu)化完善調(diào)度運(yùn)行方式，持續(xù)拓展調(diào)度空間，實(shí)現(xiàn)非確定性條件下清潔能源走廊安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；探索建設(shè)基于人工智能的水電大模型，自主打造梯級(jí)水電站運(yùn)行調(diào)度信息支撐平臺(tái)，全力提升梯級(jí)水電站預(yù)報(bào)調(diào)度體系與能力的現(xiàn)代化、智能化、國(guó)產(chǎn)化水平。不斷以預(yù)報(bào)調(diào)度技術(shù)的自主性、可靠性、先進(jìn)性，防范應(yīng)對(duì)水安全、能源安全與生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的隨機(jī)性、突發(fā)性、致災(zāi)性，支撐“用好每一方水、調(diào)好每一度電”，保障金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊綜合效益全面發(fā)揮。

結(jié)論

金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊以7169.5萬(wàn)kW的總裝機(jī)容量和3000億kW·h的年均發(fā)電規(guī)模冠絕全球，是當(dāng)今世界規(guī)模最大的沿江清潔能源走廊。該走廊由6座巨型水電站串聯(lián)構(gòu)成，控制著整個(gè)長(zhǎng)江上游流域，具有外源隨機(jī)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣等特征，由水利、電力、航運(yùn)、生態(tài)等多部門(mén)協(xié)同調(diào)度管理，其本質(zhì)是一種開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)。近年來(lái)，立足防洪保安中流砥柱、能源保供“壓艙石”、生態(tài)保護(hù)“主力軍”等“大擔(dān)當(dāng)”的功能定位，金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊充分發(fā)揮“大水庫(kù)”調(diào)蓄能力與“大水電”調(diào)節(jié)能力，深入踐行“大生態(tài)”發(fā)展理念，全面釋放防洪、發(fā)電、供水、航運(yùn)、生態(tài)等“大安全”綜合效益，為國(guó)家水安全、能源安全和生態(tài)安全提供了強(qiáng)有力支撐，持續(xù)助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展。

近年來(lái)，聚焦提升金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度技術(shù)水平，圍繞監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、調(diào)度三大方向開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建了涵蓋多元素監(jiān)測(cè)感知、流域雨水情預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、梯級(jí)水電站協(xié)同調(diào)度的技術(shù)體系，有力支撐了梯級(jí)水電走廊安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。然而，在國(guó)家水網(wǎng)工程與新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)，電力市場(chǎng)化改革持續(xù)推進(jìn)，以及全球氣候變暖持續(xù)發(fā)展，導(dǎo)致極端天氣事件多發(fā)頻發(fā)的新形勢(shì)下，梯級(jí)水電走廊運(yùn)行管理面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。亟須聚焦提升梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度體系與能力的現(xiàn)代化水平，加強(qiáng)人工智能與數(shù)字孿生等新技術(shù)應(yīng)用，強(qiáng)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和成果應(yīng)用，加快構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系，加速形成梯級(jí)水電走廊“生產(chǎn)-輸送-消納”全過(guò)程氣象水文保障能力，聚力突破非確定性條件下巨型梯級(jí)水電站群多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度決策技術(shù)，不斷以監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、調(diào)度技術(shù)的自主性、可靠性、先進(jìn)性，調(diào)好用好金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊，實(shí)現(xiàn)綜合效益充分發(fā)揮，為支撐保障國(guó)家水安全、能源安全和生態(tài)安全作出更大貢獻(xiàn)。

Abstract: The six reservoir hydropower stations of Wudongde, Baihetan, Xiluodu, Xiangjiaba, Three Gorges, and Gezhouba are distributed successively along the mainstream of the Yangtze River, forming a cascade that constitutes the world’s largest clean energy corridor: the Jinsha River Downstream-Three Gorges Cascade Hydropower Corridor. From the perspective of systems science, this paper first reveals the essence of the corridor as an open, complex, and large-scale system, deconstructing its core components, including the engineering, natural, and social subsystems, and explaining its typical characteristics such as external randomness, structural complexity, and functional diversity. Second, focusing on the “l(fā)arge systems” of the water resources, power, and ecological domains, it defines the corridor’s major functional roles as the backbone of flood control and safety, the cornerstone of energy supply security, and the main force in ecological protection, and elaborates on its comprehensive benefits for “overall safety”. Finally, from the three dimensions of monitoring and perception, forecasting and prediction, and operation and scheduling, the paper reviews key technologies in the operation and dispatching of the corridor, analyzes the main technical challenges under new circumstances, and proposes corresponding countermeasures. The study provides a reference for promoting the high-quality development of the Jinsha River Downstream-Three Gorges Cascade Hydropower Corridor and for supporting national water, energy, and ecological security at a higher level, across broader fields, and on a larger scale.

Keywordsthe Yangtze River; cascade hydropower stations; open and complex large-scale system; monitoring and perception; forecasting and prediction; operation and scheduling; comprehensive benefits

本文引用格式：

劉偉平，劉海波.金沙江下游-三峽梯級(jí)水電走廊運(yùn)行調(diào)度技術(shù)進(jìn)展、挑戰(zhàn)與對(duì)策[J].中國(guó)水利，2025（20）：7-16.

責(zé)編王慧

校對(duì)｜劉磊寧

審核楊軼

監(jiān)制李坤

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