梯級水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行探討與實(shí)踐

　　摘要：當(dāng)前我國對于水電站的建設(shè)給予了充分的重視，因此相關(guān)建設(shè)技術(shù)也在不斷的提升。而對于流域的綜合規(guī)劃也為梯級水電站提供了可發(fā)展的空間。而在梯級水電站運(yùn)行的過程中，如何優(yōu)化調(diào)度同時保持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成為了工作人員研究的重點(diǎn)。通過優(yōu)化調(diào)度可以減少水電站能耗，提升發(fā)電效率，同時能夠協(xié)調(diào)上下游水電站，提高水資源的利用成效。在此前提下，本文結(jié)合了當(dāng)前梯級水電站優(yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的情況進(jìn)行了分析和論述，希望為后續(xù)研究提供一定的借鑒和理論支持。

　　本文源自科學(xué)與技術(shù)【2020年第23期】《科學(xué)與技術(shù)》雜志是經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、新疆阿勒泰地區(qū)科協(xié)主管，新疆阿勒泰地區(qū)科協(xié)主辦的學(xué)術(shù)性期刊。《科學(xué)與技術(shù)》雜志創(chuàng)刊于1983年6月，國際標(biāo)準(zhǔn)大16開本，半月刊。 《科學(xué)與技術(shù)》雜志國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN1003-9716;國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN65-1078/Z;郵發(fā)代號：58-53。

　　關(guān)鍵詞：梯級水電站;實(shí)時策略;優(yōu)化調(diào)度;經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

　　吉林臺公司所在流域在運(yùn)梯級水電站6座，自上而下分別為薩站、塔站、吉林臺一級站、吉林臺二級站、尼勒克站、溫泉站等六座水電站，其中一級站為不完全多年調(diào)節(jié)水電站，承擔(dān)流域灌溉、防洪和主調(diào)峰重任;吉林臺二級站(隸屬其他公司，)為日調(diào)節(jié)水電站，溫泉為季調(diào)節(jié)水電站，其余3座均為引水式水電站，不具備調(diào)節(jié)能力。

　　一、梯級水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則

　　1.1統(tǒng)一調(diào)度原則

　　為實(shí)現(xiàn)梯級水電站實(shí)時優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，吉林臺公司采用統(tǒng)一調(diào)度原則。利用吉林臺一級站不完全多年調(diào)節(jié)水庫特性，以其為控制節(jié)點(diǎn)對五站統(tǒng)一調(diào)度。汛期一級站存蓄水量，轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷給3座引水式電站，減少汛期限電棄水;枯水期多發(fā)電量，穩(wěn)定補(bǔ)給下游電站，保證枯水期有水發(fā)電。有效避免多站各自調(diào)度帶來的棄水問題，實(shí)現(xiàn)各站水能利用率最優(yōu)。

　　1.2經(jīng)濟(jì)原則

　　遵循經(jīng)濟(jì)原則，是實(shí)現(xiàn)梯級水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證。實(shí)現(xiàn)電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，主要由實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用來完成。在確保電能質(zhì)量和電能供應(yīng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多個電站機(jī)組負(fù)荷調(diào)整過程中，優(yōu)先發(fā)電順序及水位控制等邊界條件，及時作出預(yù)判，調(diào)整各站負(fù)荷分配系數(shù)，提高梯級電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度水平。

　　二、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問題

　　2.1水文情況存在判斷不足

　　吉林臺公司水文預(yù)報(bào)工作仍采用傳統(tǒng)的人工理論計(jì)算方法，未實(shí)現(xiàn)模型自動化分析計(jì)算，近幾年隨著水電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理工作的進(jìn)一步重視和流域極端氣候的復(fù)雜多變，特別是汛期暴雨融雪疊加性洪水，其不確定性增加了中長期來水預(yù)報(bào)的難度，對水庫中長期優(yōu)化調(diào)度造成一定影響。

　　流域共建的7個野外水文站點(diǎn)(3干流、4支流)水深流量關(guān)系曲線率定配套設(shè)施正在逐步建設(shè)中，且水文站沒有經(jīng)過完整的水文循環(huán)年，水位流量關(guān)系曲線數(shù)據(jù)不完整，目前僅可通過水位變幅情況判斷站點(diǎn)來水趨勢，無定量數(shù)據(jù)，不利于有效指導(dǎo)流梯級電站水庫優(yōu)化調(diào)度工作。且流域40個水情遙測站點(diǎn)中，有31個遙測站點(diǎn)為單信道通訊，存在水情數(shù)據(jù)中斷、缺數(shù)隱患。

　　2.2流域內(nèi)水電站聯(lián)合補(bǔ)償調(diào)節(jié)程度低

　　梯級水電站并不是獨(dú)立存在的水電站，都是多個集中并且相互聯(lián)系緊密的形式。一個流域中存在多個梯級水電站，但是管轄單位卻是不同的，這樣的管理模式使得梯級水電站之間的調(diào)度存在著非常大的限制。雖然水電站水庫群理論的觀念也在不斷轉(zhuǎn)變，但是在實(shí)際應(yīng)用中還是存在較大的難度。流域內(nèi)水電站聯(lián)合補(bǔ)償調(diào)節(jié)程度低，主要是因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)，難以管理，導(dǎo)致綜合管理混亂。

　　2.3調(diào)度工作存在疏漏

　　一是水情測報(bào)及水庫調(diào)度人員緊缺。目前參與流域水情測報(bào)、水庫調(diào)度及電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行人員僅有6人，且要參與水調(diào)24小時值班工作，人員少、工作量大，不利于流域水庫優(yōu)化調(diào)度和電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作研究。

　　二是水調(diào)設(shè)備不穩(wěn)定、水文預(yù)報(bào)模型不完善。流域電站大壩(樞紐)、前池閘門存在遠(yuǎn)方下控制令后不執(zhí)行或者執(zhí)行不到位及誤動作情況，特別是3座引水式電站比較頻繁水調(diào)自動化系統(tǒng)中的防洪調(diào)度模型投運(yùn)至今只在理論環(huán)境下進(jìn)行測試，未經(jīng)過真實(shí)洪水環(huán)境下的調(diào)度;優(yōu)化調(diào)度模型未接入水文預(yù)報(bào)模型，預(yù)報(bào)入庫目前只能人工錄入或引用歷史值，尚未實(shí)現(xiàn)自動化調(diào)度。

　　三、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施

　　3.1提升水情測報(bào)管理

　　針對水情測報(bào)系統(tǒng)存在的問題，吉林臺公司逐步開展了一系列整改：開展上游主河道水文站水位流量關(guān)系曲線，加強(qiáng)傳感器等設(shè)備檢修、更換及維護(hù)，完成老舊設(shè)備更換，以提高野外遙測站設(shè)備暢通率，結(jié)合水文預(yù)報(bào)模型建設(shè)要求，優(yōu)化水情遙測站網(wǎng)。

　　通過完善流域水情測報(bào)系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)五站水情信息匯總控制，實(shí)時掌握雨水情信息。根據(jù)流域降雨和融雪的補(bǔ)給類型，結(jié)合衛(wèi)星云圖分析積雪消融情況，提高短期來水預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率;通過對氣象局提供的本地區(qū)全年年景氣象分析，提高中、長期預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。優(yōu)化制定梯級電站年度、月度水庫調(diào)度方案和負(fù)荷分配方案。

　　3.2優(yōu)化發(fā)電調(diào)度管理

　　發(fā)電調(diào)度分為豐水期和枯水期兩個方向進(jìn)行：豐水期，來水流量大于機(jī)組滿發(fā)流量，引水渠道按照機(jī)組滿發(fā)流量控制引水，同時積極聯(lián)系調(diào)度，加強(qiáng)電網(wǎng)營銷，力爭四臺機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)荷率達(dá)到100%，前池水位控制在正常蓄水位以上，抬高水頭，提高水能利用率;枯水期，來水流量小于機(jī)組滿發(fā)流量，引用發(fā)電流量按照保證生態(tài)基流、避免限電棄水為原則控制，力爭水量利用率達(dá)到100%，盡量抬高前池水位，提高發(fā)電水頭，發(fā)揮單機(jī)效益，提高水能利用率。

　　同時優(yōu)化機(jī)組間的運(yùn)行方式，根據(jù)來水量及時申請?jiān)鰷p負(fù)荷，合理安排機(jī)組運(yùn)行方式，避開振動區(qū)，在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時盡量申請停機(jī)，根據(jù)不同機(jī)組的特性及調(diào)度負(fù)荷要求，與調(diào)度溝通，盡量優(yōu)先運(yùn)行水能利用率高的機(jī)組。

　　3.3做好流域各單位聯(lián)動機(jī)制。

　　提前與河流管理處溝通，積極爭取汛期滿足下游灌溉水量對應(yīng)的負(fù)荷。同時尼勒克水電站作為高水頭徑流式電站特殊性，積極與吉林臺二級站協(xié)調(diào)，提高流域梯級聯(lián)調(diào)意識，充分發(fā)揮吉林臺二級水庫反調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)“借庫發(fā)電”，為尼勒克水電站錯峰補(bǔ)水，最大限度爭取早晚高峰負(fù)荷實(shí)現(xiàn)尼勒克水電站水量利用率最大化，實(shí)現(xiàn)尼勒克水電站汛期不發(fā)生調(diào)度棄水。

　　3.4考慮電價(jià)差制定運(yùn)行方式

　　汛期，遇電網(wǎng)負(fù)荷受限，而一級站又面臨棄水的情況下，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)，考慮一級站電價(jià)較其他站高的因素，將溫泉、尼勒克電站負(fù)荷轉(zhuǎn)移給一級站，有多余負(fù)荷再給溫泉、尼勒克電站。

　　四、結(jié)語

　　電能作為人們?nèi)缃褓囈陨娴馁Y源，其發(fā)展受到社會各個行業(yè)的高度重視，也是企業(yè)發(fā)展的必要前提。吉林臺公司實(shí)時優(yōu)化調(diào)度以及對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果顯著，高水頭、低水耗的尼勒克電站沒有再發(fā)生調(diào)度棄水情況，平均負(fù)荷率達(dá)75.7%，較前幾年增幅33.8%，每年減少損失電量約1億千瓦時，大大提升了公司的經(jīng)濟(jì)效益。

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