“產(chǎn)研結(jié)合”在流域梯級(jí)調(diào)度中的探索應(yīng)用

張陽 黃趾東 華小軍

摘 要：隨著“雙碳”目標(biāo)提出，電力市場改革持續(xù)推進(jìn)，長江干流梯級(jí)水庫調(diào)度逐步進(jìn)入精細(xì)化時(shí)代，長江電力三峽梯調(diào)堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，積極向“生產(chǎn)研究型”單位轉(zhuǎn)型，對(duì)“產(chǎn)研結(jié)合”模式在長江干流梯級(jí)水庫優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用進(jìn)行了深入探索，并取得了初步應(yīng)用成果。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)研結(jié)合；梯級(jí)調(diào)度；企業(yè)轉(zhuǎn)型

中圖法分類號(hào)：C931.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展深入推進(jìn)、電力市場化改革進(jìn)入深水區(qū)，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)，加之大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)在梯級(jí)水庫調(diào)度中的應(yīng)用不斷深入，對(duì)梯級(jí)水庫綜合效益和水電企業(yè)發(fā)電效益產(chǎn)生了較大影響。

近年來，隨著烏東德、白鶴灘兩座巨型電站逐步投產(chǎn)發(fā)電，長江干流梯級(jí)水庫群“六庫聯(lián)調(diào)”新格局基本形成，給流域梯級(jí)調(diào)度管理帶來了新挑戰(zhàn)。

長江電力股份有限公司下屬三峽梯級(jí)調(diào)度中心（簡稱“三峽梯調(diào)”）作為葛洲壩、三峽、向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德梯級(jí)六庫的生產(chǎn)調(diào)度單位，響應(yīng)國家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略部署，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，創(chuàng)新性提出“生產(chǎn)型”向“生產(chǎn)研究型”單位轉(zhuǎn)型，積極推動(dòng)“產(chǎn)研結(jié)合”模式[1]在梯級(jí)調(diào)度中的應(yīng)用實(shí)踐，從無到有建設(shè)了省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科創(chuàng)平臺(tái)，打通了產(chǎn)研一體化的業(yè)務(wù)鏈條，顯著增強(qiáng)了梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度[2]核心能力和水資源利用研究核心能力。

1 基本內(nèi)涵

三峽梯調(diào)“產(chǎn)研結(jié)合”是以核心能力、科研水平、成果應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)，以組織機(jī)構(gòu)、人才隊(duì)伍、機(jī)制變革為保障的模式。即聚焦生產(chǎn)一線、聚焦行業(yè)難題、聚焦核心能力建設(shè)，建立滿足大水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度[3]的科研體系，匯聚一批國內(nèi)頂尖的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，聚力攻克梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度、水資源綜合利用、水旱災(zāi)害防御、智慧流域等領(lǐng)域的重點(diǎn)問題和關(guān)鍵技術(shù)，以滿足“六庫聯(lián)調(diào)”新格局和長江經(jīng)濟(jì)帶綠色高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的需求。

2 主要做法

2.1 完善體制機(jī)制，支撐“生產(chǎn)研究型”單位高質(zhì)量轉(zhuǎn)型

（1）落實(shí)組織保障，打造重量級(jí)科研平臺(tái)。一是創(chuàng)建省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。2020年，“智慧長江與水電科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”獲批成立，是國內(nèi)首個(gè)依托企業(yè)開展水電科學(xué)研究的省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。2022年，成功申報(bào)博士后科研工作站，為科研人才培養(yǎng)、自主科研創(chuàng)新提供了有力支撐。由此，三峽梯調(diào)成為長江水資源利用研究和梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度的重量級(jí)平臺(tái)。二是健全實(shí)驗(yàn)室管理體系。成立學(xué)術(shù)委員會(huì)和管理委員會(huì)，為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)掌舵領(lǐng)航；先后出臺(tái)《實(shí)驗(yàn)室管理辦法》等多項(xiàng)管理制度，健全完善實(shí)驗(yàn)室制度體系；制定實(shí)驗(yàn)室五年發(fā)展規(guī)劃，明晰了未來發(fā)展思路。三是優(yōu)化科研工作管理流程。及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)室、博士后科研工作站的管理機(jī)構(gòu)——水資源研究中心的“三定”人事優(yōu)化調(diào)整等各項(xiàng)工作，并逐步開展去行政化工作，優(yōu)化管理流程，為開展科研攻關(guān)增效賦能。

（2）落實(shí)人才保障，外引內(nèi)培壯大人才隊(duì)伍。一是持續(xù)引進(jìn)行業(yè)高端人才。全職引進(jìn)行業(yè)知名學(xué)者擔(dān)任首席研究員，為科研工作“問診把脈”；與國內(nèi)知名高校、科研機(jī)構(gòu)廣泛開展合作，通過訪學(xué)研修等形式，引進(jìn)一批高端科研人才，進(jìn)一步充實(shí)科研團(tuán)隊(duì)。二是引進(jìn)成熟科研人才。發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)優(yōu)勢，廣泛吸引院士、外籍院士、行業(yè)專家等參與課題研究及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；通過項(xiàng)目共研等形式，吸引50余名專業(yè)技術(shù)人員參與水資源利用科學(xué)研究與創(chuàng)新，加速成果產(chǎn)出和應(yīng)用。三是培養(yǎng)多能復(fù)合人才。打通生產(chǎn)人員與科研人員流動(dòng)通道，選拔技術(shù)能力強(qiáng)、科研興趣濃厚的員工到科研崗位，將工作經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)際問題深度帶入研究工作，推動(dòng)解決實(shí)際問題。四是培育青年技術(shù)骨干。積極引導(dǎo)青年員工結(jié)合生產(chǎn)任務(wù)開展科研，創(chuàng)新實(shí)施新進(jìn)員工帶課題研究培養(yǎng)機(jī)制[4]，將生產(chǎn)技術(shù)問題轉(zhuǎn)化為員工研究內(nèi)容；與高校開展研究生聯(lián)合培養(yǎng)工作，針對(duì)性培養(yǎng)急需科研人才，充實(shí)后備梯隊(duì)。

（3）落實(shí)體制保障，創(chuàng)新產(chǎn)研工作機(jī)制。一是設(shè)立開放研究基金。結(jié)合電力生產(chǎn)和梯級(jí)調(diào)度難點(diǎn)問題和研究需要，設(shè)置開放基金和開放課題，吸引和資助國內(nèi)外優(yōu)秀人才開展研究，提高學(xué)術(shù)水平和科研實(shí)力。首期開放基金吸引20家高校和科研院所申報(bào)45個(gè)研究項(xiàng)目，反響巨大。二是開展“短期共研”。探索建立常態(tài)化“短期共研”機(jī)制，提升科研成果產(chǎn)出的數(shù)量和質(zhì)量；與高校和科研院所建立實(shí)驗(yàn)室聯(lián)盟，充分發(fā)揮整體科研能力，形成“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合高效創(chuàng)新體系，先后在行業(yè)新政策研究、新方法新模型應(yīng)用、三峽庫區(qū)WRF-Hydro建模、降雨徑流模型模塊化評(píng)估等方面取得系列成果。三是建立科研考核機(jī)制。堅(jiān)持價(jià)值創(chuàng)造，制定了《科研工作績效考核實(shí)施細(xì)則》，建立市場化科研人才管理與考核機(jī)制，形成行之有效的激勵(lì)約束機(jī)制，確?？蒲腥瞬拍芤眠M(jìn)、留得住、用得好。

2.2 堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)“產(chǎn)研結(jié)合”落地見效

以產(chǎn)促研，提高水資源研究水平。一是積極承擔(dān)科研課題及項(xiàng)目。堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向、需求導(dǎo)向，強(qiáng)化新技術(shù)、新理論在水電科學(xué)上的應(yīng)用，2020年以來先后申報(bào)或?qū)嵤﹪抑攸c(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、長江水科學(xué)研究聯(lián)合基金課題等44項(xiàng)，年增速達(dá)30%。其中牽頭開展的“長江上游巨型電站群水電調(diào)度運(yùn)行決策支持關(guān)鍵技術(shù)”獲得首屆長江科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)唯一特等獎(jiǎng)并入選2022年度水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)重點(diǎn)推廣指導(dǎo)目錄；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“長江上游梯級(jí)水庫群多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度技術(shù)”“長江上游基于水庫群的流域一體化水資源利用”高分通過綜合績效評(píng)價(jià)，獲得高度認(rèn)可。二是聚焦主責(zé)主業(yè)開展自主科研。聚焦水庫調(diào)度運(yùn)行，強(qiáng)化新技術(shù)、新理論在水資源利用研究上的應(yīng)用，自主開展了大量的基礎(chǔ)研究，形成了三峽水庫水面線預(yù)測模型、中長期徑流預(yù)報(bào)模型、中長期多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)制圖與產(chǎn)品分析工具等8項(xiàng)成果組成的產(chǎn)品集，助力掌握長江干流水庫調(diào)度規(guī)律。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識(shí)圖譜等新技術(shù)，開發(fā)了調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)、氣象變化對(duì)負(fù)荷影響分析系統(tǒng)等信息化平臺(tái)，進(jìn)一步豐富科研工作成果。

（3）以研助產(chǎn)，推動(dòng)科研成果落地。一是加強(qiáng)生產(chǎn)及科研人員交流?？蒲腥藛T在汛期全程參與氣象預(yù)報(bào)、調(diào)度會(huì)商等生產(chǎn)工作，定期參與生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)議，以科研成果指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)；同時(shí)讓熟悉生產(chǎn)痛點(diǎn)難點(diǎn)的生產(chǎn)人員通過科研項(xiàng)目的形式參與科研，實(shí)現(xiàn)深度融合、相互促進(jìn)。二是加強(qiáng)成果應(yīng)用。積極推動(dòng)研究任務(wù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果，相似降雨和水文預(yù)報(bào)模型研究、電站群長中短嵌套優(yōu)化調(diào)度等一批研究成果已應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。其中“巨型水庫群經(jīng)濟(jì)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”等系列成果成功在10余家單位推廣應(yīng)用，取得了較好的防洪和經(jīng)濟(jì)效益；開發(fā)的三峽—葛洲壩梯級(jí)超短期水位預(yù)測模型，提前24 h預(yù)測三峽壩前最低點(diǎn)水位，預(yù)測誤差僅為4.4 cm，提供分鐘級(jí)響應(yīng)的動(dòng)態(tài)精細(xì)化庫水位預(yù)測服務(wù)，有力支撐關(guān)鍵期梯級(jí)水庫水位精確控制。三是打造核心產(chǎn)品。面向流域調(diào)度決策者，開發(fā)建設(shè)智慧長江決策支持系統(tǒng)，著力打造一個(gè)集水庫群優(yōu)化調(diào)度、水風(fēng)光一體化調(diào)度、市場交易決策及應(yīng)急調(diào)度等功能于一體的系統(tǒng)平臺(tái)，形成具有較大影響力、自主可控的調(diào)度決策品牌產(chǎn)品。

（3）產(chǎn)研結(jié)合，打造預(yù)報(bào)調(diào)度核心能力。一是打造全流域信息收集與處理能力。針對(duì)生產(chǎn)所需信息，研發(fā)國內(nèi)水電企業(yè)規(guī)模最大的水情遙測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集分析1 400多個(gè)水雨情站點(diǎn)、2萬多個(gè)氣象站的信息，10 min內(nèi)完成長江流域水雨情信息收集，實(shí)現(xiàn)對(duì)長江上游100萬km2水雨情的有效監(jiān)控。二是打造面向長江上游及受電區(qū)域的水文氣象預(yù)測預(yù)報(bào)能力。利用先進(jìn)預(yù)報(bào)技術(shù)建設(shè)了國內(nèi)領(lǐng)先的水文氣象監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)，建成涵蓋數(shù)據(jù)收集與處理、預(yù)報(bào)制作和發(fā)布、產(chǎn)品檢驗(yàn)與評(píng)估全鏈條氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系[5]，實(shí)現(xiàn)流域大分區(qū)面雨量預(yù)報(bào)到精細(xì)化定量化網(wǎng)格降水預(yù)報(bào)，以及受電區(qū)域氣溫、天氣的格點(diǎn)化預(yù)報(bào)，預(yù)見期由過去2 d延長到10 d，三峽水庫更是實(shí)現(xiàn)30 d的逐日過程預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)精度達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，24 h暴雨預(yù)報(bào)精度提升25%以上，溪洛渡、三峽來水月滾動(dòng)預(yù)報(bào)精度平均達(dá)到90%；年度來水預(yù)報(bào)精度平均達(dá)83%。三峽電站發(fā)電耗水率逐年降低至4.3 m3/kW·h。2021年梯級(jí)六庫年度棄水率僅為0.01%，創(chuàng)歷史新低。三是培育調(diào)度決策支持能力。堅(jiān)持產(chǎn)研結(jié)合，將研究成果深度應(yīng)用到調(diào)度支撐系統(tǒng)建設(shè)中，開發(fā)建設(shè)長江流域控制性水利工程綜合調(diào)度支持系統(tǒng)三峽集團(tuán)子系統(tǒng)、“水調(diào)、電調(diào)、氣象”三大關(guān)鍵調(diào)度系統(tǒng)、輔助值班機(jī)器人、全景智慧展示系統(tǒng)等自動(dòng)化系統(tǒng)，明顯提升了預(yù)報(bào)調(diào)度核心能力。立足梯級(jí)水庫聯(lián)合調(diào)度，主動(dòng)適應(yīng)電力市場化改革，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等前沿科技，自主研發(fā)水庫調(diào)度決策支持系統(tǒng)，并在汛期預(yù)報(bào)會(huì)商、洪水調(diào)度中得到充分應(yīng)用，促進(jìn)梯級(jí)調(diào)度向智慧化跨越。

得益于“產(chǎn)研結(jié)合”對(duì)核心能力的促進(jìn)作用，在應(yīng)對(duì)2020年三峽建庫以來75 000 m3/s最大洪峰的過程中，洪水趨勢預(yù)警長達(dá)10 d以上，洪峰預(yù)見期達(dá)到60 h，峰現(xiàn)時(shí)間預(yù)報(bào)“零誤差”。在發(fā)電方面，三峽、葛洲壩、溪洛渡、向家壩四座電站近3年年發(fā)電量均超2 140億kW·h，較設(shè)計(jì)發(fā)電量多100余億kW·h，其中2020年發(fā)電量2 269.3億kW·h，創(chuàng)歷史新高；三峽2020年、2021年連續(xù)兩年超1 000億kW·h，分別為歷史最高、次高。在生態(tài)補(bǔ)水方面，及時(shí)增大出庫流量補(bǔ)水，有效應(yīng)對(duì)2022年長江流域嚴(yán)重干旱和長江口咸潮，保證取水安全；連續(xù)12年開展促進(jìn)長江中下游“四大家魚”自然繁殖的生態(tài)調(diào)度，尤其是2022年梯級(jí)電站共開展17次生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)，創(chuàng)歷史新高，期間宜都斷面魚類總產(chǎn)卵規(guī)模達(dá)157億粒，其中“四大家魚”產(chǎn)卵近89億粒，創(chuàng)最高記錄。

3 結(jié)語

自“產(chǎn)研結(jié)合”模式提出以來，取得了一系列技術(shù)成果，大水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度科研體系進(jìn)一步完善，顯著提升了梯級(jí)水庫聯(lián)合調(diào)度核心能力，電站群優(yōu)化調(diào)度求解速度跨越式提升，為抗擊長江洪水保護(hù)長江安瀾，精細(xì)調(diào)度梯級(jí)電站保障能源供應(yīng)，抵御長江流域極端嚴(yán)重干旱保障供水安全，開展生態(tài)調(diào)度助力長江生態(tài)修護(hù)保護(hù)等提供了重要技術(shù)支撐。

經(jīng)過探索實(shí)踐，產(chǎn)研結(jié)合的發(fā)展思路進(jìn)一步清晰，對(duì)傳統(tǒng)電力生產(chǎn)單位科技創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型發(fā)展具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義和推廣應(yīng)用價(jià)值?！爱a(chǎn)研結(jié)合”在梯級(jí)調(diào)度領(lǐng)域尚處于發(fā)展階段，在既有管理機(jī)制約束、科研平臺(tái)及人員高效管理、科研成果產(chǎn)出及應(yīng)用等方面還有部分難題需要攻克。未來將在管理體系改革、人才隊(duì)伍建設(shè)、科研成果產(chǎn)出等方面大力攻關(guān)，打造更高層次的科研平臺(tái)，加快引進(jìn)并培養(yǎng)一批核心科研人員，聚焦核心業(yè)務(wù)加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，重點(diǎn)打造并輸出一批核心科研產(chǎn)品，集中力量打造水資源高效利用技術(shù)創(chuàng)新策源地，為“產(chǎn)研結(jié)合”在梯級(jí)調(diào)度中的應(yīng)用提供更優(yōu)方案。

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Exploratory Application of Combining Production and Research to Cascade Dispatching of River Basin

ZHANG Yang，HUANG Zhidong，HUA Xiaojun

（Three Gorges Dispatch and Communication Center，China Yangtze Power Co.，Ltd.，Yichang 443000，China）

Abstract：With the proposal of the “Dual-carbon” goal and the continuous advancement of power market reform，the cascade reservoir dispatching in the mainstream of Yangtze River has gradually entered the era of refinement. In response to the strategic deployment of scientific and technological innovation，the Three Gorges Cascade Dispatch and Communication Center actively transformed towards the combination of production and research in the meantime of adhering to innovation-driven principle. It has achieved preliminarily results in applying the mode of “combining production and research” to the optimal dispatching of cascade reservoirs in the mainstream of Yangtze River.

Key words：combination of production and research；cascade dispatching；enterprise transformation