探討梯級(jí)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度在節(jié)水發(fā)電中的作用

季林奎

(長(zhǎng)江電力股份有限公司三峽梯調(diào)中心，湖北宜昌443133)

0 引言

目前，在倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)政策激勵(lì)下，國(guó)家提出開(kāi)展節(jié)能發(fā)電調(diào)度，節(jié)能發(fā)電調(diào)度就是按照節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的原則，發(fā)電優(yōu)先利用可再生能源(包括水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等)。國(guó)家多個(gè)部委聯(lián)合發(fā)布的《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》(試行)，對(duì)各能源的調(diào)度順序進(jìn)行了規(guī)定，其中水電屬于優(yōu)先調(diào)度能源，并要求流域梯級(jí)水電廠合理利用水庫(kù)調(diào)節(jié)能力，開(kāi)展水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度和水庫(kù)群的聯(lián)合調(diào)度，充分利用水能。節(jié)能發(fā)電調(diào)度明確了以下內(nèi)容:一方面確立了水電在電力調(diào)度中的優(yōu)先地位，水電作為優(yōu)先調(diào)度對(duì)象，以減少甚至避免棄水；另一方面，要求水力發(fā)電企業(yè)開(kāi)展梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度，提高水能利用效率，多發(fā)水電，降低一次性資源耗量。

節(jié)水發(fā)電調(diào)度為水電調(diào)度帶來(lái)了新的契機(jī)，同時(shí)對(duì)充分利用水能，開(kāi)展水電站優(yōu)化調(diào)度提出了更高的要求。我們結(jié)合三峽-葛洲壩梯級(jí)電站的特點(diǎn)，通過(guò)水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，有效地開(kāi)展水庫(kù)優(yōu)化節(jié)能調(diào)度、科學(xué)調(diào)度，合理利用水力資源，節(jié)水增發(fā)，在不增加額外投資的情況下，努力提高水能利用率，提高發(fā)電經(jīng)濟(jì)效率。三峽梯調(diào)中心調(diào)度部是三峽-葛洲壩梯級(jí)電站實(shí)行優(yōu)化調(diào)度的執(zhí)行部門，在水能優(yōu)化調(diào)度、節(jié)水增發(fā)方面做了一些工作，取得了較好的效益，但由于各方面的限制，在水能充分利用方面還有很大的潛力，我們應(yīng)利用有利契機(jī)，充分發(fā)揮梯調(diào)調(diào)度員在節(jié)水增發(fā)中的積極性，開(kāi)展節(jié)能調(diào)度工作，最大限度地開(kāi)發(fā)可再生資源，充分利用水資源的潛力。

1 梯級(jí)調(diào)度在節(jié)水發(fā)電調(diào)度中作用

梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度是在考慮各電站來(lái)水、水庫(kù)調(diào)節(jié)能力、電站間水力和電力聯(lián)系等情況下，通過(guò)優(yōu)化技術(shù)在各電站間進(jìn)行發(fā)電流量或負(fù)荷優(yōu)化分配，使梯級(jí)總發(fā)電量最大化或耗水量最小化。三峽梯調(diào)中心在實(shí)時(shí)調(diào)度過(guò)程中，根據(jù)梯級(jí)電站運(yùn)行狀況及上游實(shí)際來(lái)水情況，采取了一系列節(jié)水增發(fā)措施。

1.1 合理控制三峽和葛洲壩庫(kù)水位，提高梯級(jí)電站發(fā)電效益

在實(shí)際調(diào)度過(guò)程中，盡量抬高三峽庫(kù)水位或降低下游水位，增加三峽發(fā)電水頭。以三峽VGS機(jī)組為例，發(fā)電水頭每變化0.1m，機(jī)組增加出力0.12萬(wàn)kW，如水頭增加1m，每臺(tái)機(jī)可增加出力1.2萬(wàn)kW。葛洲壩庫(kù)水位的變化直接影響三峽電站尾水位的變化，不同流量下葛洲壩庫(kù)水位的變化對(duì)三峽電站尾水位變化的影響也不同，流量越大影響隨之減小。35000m3/s以上流量時(shí)，葛洲壩庫(kù)水位的變化對(duì)三峽電站尾水位的影響較小，葛洲壩電站機(jī)組出力已受阻，而此時(shí)抬高葛洲壩水庫(kù)運(yùn)行水位，既對(duì)三峽電站出力影響不大，又可大幅度提高葛洲壩電站機(jī)組出力。而18000m3/s以下流量時(shí)，葛洲壩庫(kù)水位的變化對(duì)三峽電站尾水位的影響較大，葛洲壩電站機(jī)組出力不受水頭影響，而此時(shí)降低葛洲壩水庫(kù)運(yùn)行水位，既對(duì)葛洲壩電站出力影響不大，又可大幅度提高三峽電站機(jī)組出力。葛洲壩庫(kù)水位應(yīng)選擇合理、最優(yōu)的葛洲壩庫(kù)水位并控制運(yùn)行，達(dá)到梯級(jí)電站發(fā)電效益最大化，充分發(fā)揮梯級(jí)樞紐的發(fā)電效益。

1.2 利用三峽調(diào)節(jié)庫(kù)容進(jìn)行小洪水優(yōu)化調(diào)度

在實(shí)際調(diào)度過(guò)程中，調(diào)度人員充分利用三峽的有限調(diào)節(jié)庫(kù)容，在洪水到來(lái)之前，加大三峽電站機(jī)組出力，將庫(kù)水位降到最低，同時(shí)增加葛洲壩電站發(fā)電量，洪水過(guò)后，及時(shí)攔蓄洪水尾巴，又將三峽庫(kù)水位蓄至上限運(yùn)行，以增大梯級(jí)電站的發(fā)電量。通過(guò)測(cè)算，初期運(yùn)行期，重復(fù)利用1m的三峽庫(kù)容，三峽可增發(fā)電量約1億kw·h，葛洲壩可增發(fā)0.01億kw·h電量。

1.3 抓住三峽泄洪深孔關(guān)閉時(shí)電站水位變化，調(diào)整出力多發(fā)電

目前三峽電站主要通過(guò)23孔泄洪深孔棄水，單個(gè)泄洪深孔只能全開(kāi)、全關(guān)啟閉操作，不能局部開(kāi)啟，單孔的泄流量約為1600m3/s，三峽電站的泄洪流量只能按1600m3/s的倍數(shù)進(jìn)行泄洪。當(dāng)三峽水利樞紐需要宣泄掉的洪水不為1600m3/s的倍數(shù)時(shí)，實(shí)時(shí)調(diào)度中采用間歇性啟閉泄洪深孔來(lái)調(diào)節(jié)三峽上游水位。由于間歇性啟閉泄洪深孔時(shí)間是根據(jù)水庫(kù)來(lái)水和上游水位臨時(shí)確定，沒(méi)有規(guī)律，單孔泄洪深孔啟閉一次三峽電站上下游水位變化達(dá)30cm左右，三峽全廠發(fā)電功率波動(dòng)達(dá)15萬(wàn)kW，而且是尖峰狀。在三峽深孔關(guān)閉后，葛洲壩的入庫(kù)流量也相應(yīng)減少，通過(guò)抬高葛洲壩上游水庫(kù)的水位，并申請(qǐng)網(wǎng)調(diào)修改葛洲壩電站的發(fā)電計(jì)劃，葛洲壩電站因此又多發(fā)電5萬(wàn)kW。通過(guò)靈活調(diào)度，從三峽-葛洲壩樞紐棄水中奪回部分發(fā)電量，達(dá)到節(jié)能增效的作用。如僅2008年8月21日一天三峽電站就從三峽-葛洲壩樞紐棄水中奪回29萬(wàn)kw·h發(fā)電量，葛洲壩電站從三峽-葛洲壩樞紐棄水中奪回43萬(wàn)kW·h發(fā)電量。

1.4 枯水期合理安排機(jī)組運(yùn)行方式，降低機(jī)組耗水率，提高機(jī)組發(fā)電效率

非棄水期，相同水頭機(jī)組出力情況下，三峽電站不同機(jī)型間的效益有差異。同一機(jī)型、相同水頭下，單機(jī)所帶出力不同對(duì)機(jī)組運(yùn)行效率的影響明顯。實(shí)際調(diào)度過(guò)程中，根據(jù)電站水頭、電網(wǎng)下達(dá)的出力計(jì)劃、可投運(yùn)的機(jī)組類型和數(shù)量，合理安排機(jī)組運(yùn)行方式，以提高水能利用效率。如2008年6月22日，三峽入庫(kù)流量19000m3/s,三峽電廠開(kāi)21臺(tái)機(jī)組，還余一臺(tái)備用機(jī)組，發(fā)電計(jì)劃功率1343萬(wàn)kW，無(wú)泄洪流量。在不增加三峽發(fā)電出力的情況下，如增開(kāi)三峽1臺(tái)備用機(jī)組，除9臺(tái)切機(jī)機(jī)組保持出力65萬(wàn)kW不變(國(guó)調(diào)調(diào)度規(guī)程規(guī)定)，19號(hào)機(jī)組進(jìn)行168h運(yùn)行維持66萬(wàn)kW不變外，三峽其他機(jī)組出力由632MW降至583MW運(yùn)行，三峽機(jī)組耗水率將由每10MW14.74m3/s,降為14.37m3/s，維持機(jī)組負(fù)荷不變，開(kāi)機(jī)前后減少過(guò)機(jī)流量504m3/s。如維持三峽出庫(kù)流量不變，增開(kāi)一臺(tái)機(jī)后可增加出力35萬(wàn)kW，一天增發(fā)840萬(wàn)kW·h電量。

2 三峽梯調(diào)調(diào)度員現(xiàn)狀分析

2000年2 月，隨著三峽梯調(diào)中心籌建處的成立，電力調(diào)度部、水庫(kù)調(diào)度部進(jìn)入籌建階段。2003年，經(jīng)過(guò)組織同意，個(gè)人報(bào)名，三峽梯調(diào)中心考核、面試，從葛洲壩電廠抽調(diào)多年從事電力生產(chǎn)的技術(shù)骨干進(jìn)入電力調(diào)度部和水庫(kù)調(diào)度部，參加梯調(diào)中心的工作。2006年7月根據(jù)中心發(fā)展要求，將原有水庫(kù)調(diào)度部和電力調(diào)度部中負(fù)責(zé)梯級(jí)水庫(kù)實(shí)時(shí)調(diào)度和梯級(jí)電站實(shí)時(shí)調(diào)度的人員進(jìn)行優(yōu)化配置，成立調(diào)度部。調(diào)度部現(xiàn)有成員28人，其中黨員18人，占調(diào)度部成員的64%，部門成員7人。調(diào)度員21人，平均年齡37.5歲，其中35歲以上人員13人，占調(diào)度員的62%；30歲以下的5人，占調(diào)度員的23.8%；本科以上學(xué)歷在調(diào)度員中比例為81%；具有高級(jí)職稱的6人，占調(diào)度員的28.6%。通過(guò)對(duì)三峽梯調(diào)調(diào)度員現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題。

2.1 水、電調(diào)調(diào)度員缺乏相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，無(wú)法勝任水電聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度

三峽梯調(diào)雖然實(shí)現(xiàn)了水、電調(diào)值班地點(diǎn)合一，部門合一，但調(diào)度業(yè)務(wù)仍然獨(dú)立，水電聯(lián)合調(diào)度只是停留在相互學(xué)習(xí)和互通調(diào)度信息方面，距離水電統(tǒng)一調(diào)度還存在很大的差距，主要是水調(diào)人員缺乏發(fā)電廠及電力系統(tǒng)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，需要熟悉電廠的生產(chǎn)過(guò)程和了解輸變電系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)培訓(xùn)和自學(xué)，很難達(dá)到電調(diào)上崗的程度。另外電調(diào)人員也需要補(bǔ)習(xí)水文、氣象等方面的知識(shí)，了解水庫(kù)庫(kù)容、流量、水位等計(jì)算方法，還要進(jìn)行水調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)的操作培訓(xùn)。

2.2 電調(diào)調(diào)度員人員老化，結(jié)構(gòu)不合理

電調(diào)調(diào)度員10人全部來(lái)自原葛洲壩電廠，而且都是主值班員以上人員，本科及以上學(xué)歷100%；具有高級(jí)職稱的5人，占電調(diào)調(diào)度員的50%；平均年齡為39.9歲，35歲以下人員2人，沒(méi)有30歲以下人員；電調(diào)值班主任平均年齡為44歲，人員年齡結(jié)構(gòu)老化，缺乏人才層次儲(chǔ)備，從梯調(diào)成立以后一直沒(méi)有引進(jìn)新的電調(diào)調(diào)度員。水調(diào)調(diào)度員11人來(lái)自原葛洲壩電廠水調(diào)班6人，招聘新員工4人，面向社會(huì)招聘進(jìn)來(lái)1人，平均年齡為35.2歲。水調(diào)值班主任平均年齡為41.8歲，35歲以下人員5人，30歲以下人員4人，人員偏少，沒(méi)有吸收熟悉電力系統(tǒng)知識(shí)的新人進(jìn)來(lái)。

2.3 調(diào)度員人員緊張，無(wú)法開(kāi)展深入的梯調(diào)新業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)培訓(xùn)

三峽梯調(diào)共分五個(gè)值，水、電調(diào)各2人(水調(diào)多1位剛實(shí)習(xí)期滿人員)，沒(méi)有多余的調(diào)度員。每年的職工年休，加上事、病、婚假，部門的主任師、技術(shù)主管有半年的時(shí)間要到調(diào)度崗位頂班，根本無(wú)暇抽調(diào)多余的調(diào)度員進(jìn)行水電調(diào)崗位互學(xué)培訓(xùn)，脫崗培訓(xùn)更是無(wú)從談起。再加上迎峰度夏，水庫(kù)蓄水、降水位，節(jié)水增發(fā)活動(dòng)，三峽機(jī)組試驗(yàn)、新機(jī)投產(chǎn)等工作不斷，沒(méi)有更多的時(shí)間、精力來(lái)進(jìn)行新業(yè)務(wù)培訓(xùn)。后備人員儲(chǔ)備不足，也嚴(yán)重制約了調(diào)度人員的流動(dòng)和進(jìn)一步的發(fā)展。

3 充分發(fā)揮梯調(diào)調(diào)度員在節(jié)水增發(fā)中的積極性

盡管存在一些問(wèn)題，但調(diào)度部招聘的都是一些技術(shù)骨干，人員素質(zhì)高，技術(shù)業(yè)務(wù)強(qiáng)，有較強(qiáng)的敬業(yè)精神，招進(jìn)來(lái)的新人更是學(xué)生中的佼佼者，學(xué)歷高，基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，領(lǐng)悟能力強(qiáng)，上手快，絕大部分是學(xué)生黨員，積極要求進(jìn)步，有很大的上升空間。通過(guò)對(duì)三峽-葛洲壩梯級(jí)樞紐采取一系列的節(jié)能調(diào)度措施，對(duì)提高水能利用的效益是巨大的。梯級(jí)樞紐的調(diào)度工作是梯調(diào)中心的核心工作，搞好水電聯(lián)合調(diào)度，充分發(fā)揮梯級(jí)樞紐的經(jīng)濟(jì)效益是打造梯調(diào)中心的核心競(jìng)爭(zhēng)力的工作。如何充分發(fā)揮梯調(diào)調(diào)度員在節(jié)水增發(fā)中的積極性，充分挖掘節(jié)能發(fā)電調(diào)度的潛力，是值得大家共同研討的課題。

3.1 充分發(fā)揮黨組織的戰(zhàn)斗堡壘作用

調(diào)度部黨員18人，占調(diào)度部成員的64%，每一個(gè)調(diào)度值中都有黨員，一方面黨員要以身作則，在工作中起到模范帶頭作用，另一方面要帶動(dòng)身邊的群眾，在工作中一幫一，一對(duì)紅，發(fā)揮工作中的主觀能動(dòng)性，將節(jié)能發(fā)電調(diào)度工作落到實(shí)處。

3.2 取得上級(jí)調(diào)度部門支持，爭(zhēng)取寬松、和諧的節(jié)能發(fā)電調(diào)度環(huán)境

節(jié)能發(fā)電調(diào)度確立了水電在電力調(diào)度中的優(yōu)先地位，水電作為優(yōu)先調(diào)度對(duì)象，開(kāi)展梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度，提高水能利用效率，多發(fā)水電，減少甚至避免棄水，以降低一次性資源耗量。而電網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃只能按高、平、低三個(gè)時(shí)段安排，往往在發(fā)電計(jì)劃中無(wú)法充分安排利用，而修改計(jì)劃最快也要15分鐘后安排，三峽關(guān)閉泄洪深孔水位變化引起負(fù)荷增加是尖峰狀的，機(jī)會(huì)稍縱即逝。如果能得到上級(jí)調(diào)度許可，在棄水期允許三峽、葛洲壩電站的機(jī)組總出力存在一定的偏差范圍，在實(shí)時(shí)調(diào)度中通過(guò)靈活調(diào)度，就可以更多、更及時(shí)地充分利用棄水多發(fā)電，變廢為寶，使三峽-葛洲壩樞紐發(fā)揮出更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 建立適度的獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)機(jī)制

開(kāi)展優(yōu)化調(diào)度，節(jié)水增發(fā)，既增加了調(diào)度工作的難度，又給調(diào)度工作帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。合理控制三峽、葛洲壩庫(kù)水位，利用三峽調(diào)節(jié)庫(kù)容進(jìn)行小洪水優(yōu)化調(diào)度，提高梯級(jí)電站的發(fā)電效益，就要求調(diào)度員在工作中勤監(jiān)視，勤聯(lián)系，勤動(dòng)門調(diào)整水位，冒水位超限的風(fēng)險(xiǎn)，還要求調(diào)度員趨勢(shì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，負(fù)荷計(jì)算正確，增加了調(diào)度工作量和調(diào)度工作難度，否則會(huì)出現(xiàn)吃力不討好的尷尬局面。相反，如果調(diào)度員抱著多一事不如少一事的工作態(tài)度，負(fù)荷按發(fā)電計(jì)劃值運(yùn)行，不管棄不棄水，機(jī)組還能不能多發(fā)；庫(kù)水位按規(guī)定范圍運(yùn)行，不管汛前消落水位，汛末攔蓄洪水，利用庫(kù)容多發(fā)電，工作起來(lái)就會(huì)輕松很多，風(fēng)險(xiǎn)也小，但損失的是公司的利益。不同的工作態(tài)度，給公司帶來(lái)的收益各不相同。

梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度是節(jié)能發(fā)電調(diào)度的重要手段，有利于增發(fā)水電量，降低對(duì)一次性能源的依賴程度，并減少?gòu)U氣排放量，緩解電力生產(chǎn)導(dǎo)致的環(huán)境壓力。如果在日常的梯級(jí)調(diào)度工作中，每一位梯調(diào)調(diào)度員能夠充分發(fā)揮出各自的工作積極性，加強(qiáng)責(zé)任心，堅(jiān)持“用好每一方水，調(diào)好每一度電”的工作理念，與梯級(jí)電站運(yùn)行人員密切配合，加強(qiáng)實(shí)時(shí)運(yùn)行分析，開(kāi)展水電優(yōu)化調(diào)度并認(rèn)真落實(shí)，一定能夠充分挖掘節(jié)水增發(fā)潛力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)電站更大的經(jīng)濟(jì)效益。