貴州烏江彭水和銀盤梯級水電站短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方式

李華穗(大唐國際發(fā)電股份有限公司 重慶分公司，重慶 401121)

貴州烏江彭水和銀盤梯級水電站短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方式

李華穗(大唐國際發(fā)電股份有限公司 重慶分公司，重慶 401121)

正確、合理地安排烏江彭水、銀盤梯級水電站的運(yùn)行方式，對重慶整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。為此，積極開展了梯級優(yōu)化調(diào)度工作。重點(diǎn)闡述了這兩座水電站在發(fā)電調(diào)度上采取的短期優(yōu)化調(diào)度方式，進(jìn)而對不同方案的發(fā)電效益進(jìn)行對比分析，從而總結(jié)出實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和取得的成效，并提出今后優(yōu)化調(diào)度工作的相關(guān)建議。

梯級水電站;短期發(fā)電;優(yōu)化調(diào)度;調(diào)度方案;彭水水電站;銀盤水電站;烏江流域

1 電站概況

彭水水電站位于烏江干流下游，重慶市彭水縣城上游11km處。壩址上游為云、貴山區(qū)，下游毗鄰重慶工業(yè)區(qū)，距烏江河口涪陵市約147km，至重慶市直線距離約170km。電站樞紐工程以發(fā)電為主，兼顧防洪和航運(yùn)，彭水水電站正常蓄水位293m，校核洪水位298.85m，相應(yīng)水庫庫容為14.65億m3。該電站總裝機(jī)容量為1 750MW，年發(fā)電量為63.51億kW·h。

銀盤水電站位于烏江下游河段重慶市武隆縣境內(nèi)，上距彭水縣城約47.3km，至重慶市主城區(qū)直線距離約160km,是烏江干流水電開發(fā)規(guī)劃的第11級電站。上接彭水水電站，下游為規(guī)劃的白馬梯級，是以發(fā)電為主，并兼顧彭水水電站反調(diào)節(jié)任務(wù)和渠化航道的樞紐工程，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)基荷和部分腰荷。銀盤水庫校核洪水位為225.47m，設(shè)計(jì)洪水位為218.61m，正常蓄水位為215.00m，死水位為211.50m；總庫容為3.2億m3，正常蓄水位以下庫容為1.83億m3，死庫容為1.46億m3，調(diào)節(jié)庫容為0.37億m3，具有日調(diào)節(jié)性能。該電站裝機(jī)容量為600MW，多年平均發(fā)電量為27.08億kW·h。

2011年12月，銀盤水電站全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，形成彭水、銀盤梯級水電站，開始梯級聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度工作。大唐國際發(fā)電股份有限公司重慶分公司集控中心通過重復(fù)利用彭水水庫庫容、汛期水位動態(tài)控制、彭水、銀盤梯級聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度、豐水期組織電量外送等手段，減少電站棄水，提高發(fā)電水量利用水平，取得了顯著成效，僅在3a內(nèi)增發(fā)電量達(dá)19.65億kW·h。

此外，還陸續(xù)開展了梯級發(fā)電、防洪聯(lián)合調(diào)度，以及常遇洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)調(diào)度專題研究。其中，在發(fā)電聯(lián)合調(diào)度方面，開展了中長期、短期調(diào)度方式，以及廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等研究。本文重點(diǎn)闡述梯級短期發(fā)電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方式。

2 梯級短期發(fā)電調(diào)度方式分析

2.1 面臨的形勢

彭水、銀盤水電站為烏江重慶境內(nèi)的上、下游梯級水電站。前者調(diào)節(jié)性能相對較好，是重慶電網(wǎng)主力調(diào)峰水電資源。烏江彭水至河口河段是重慶重要的航道，為滿足彭水水電站下游航運(yùn)需要，電站運(yùn)行時(shí)承擔(dān)了部分航運(yùn)基荷，制約了電站容量效益的發(fā)揮。為充分發(fā)揮該電站在電網(wǎng)中的作用，在下游修建了其反調(diào)節(jié)銀盤梯級水電站。該電站投產(chǎn)后，可釋放彭水水電站航運(yùn)基荷，然而受庫區(qū)淹沒限制，未設(shè)置較大調(diào)節(jié)庫容條件，基本不參與電網(wǎng)的調(diào)峰運(yùn)行，這也較大地制約了銀盤水電站發(fā)電效益的發(fā)揮。

彭水水電站安裝5臺單機(jī)350MW的水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)額定流量為593m3/s；銀盤水電站安裝4臺單機(jī)150MW的水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)額定流量為632m3/s。由此可見，兩座電站發(fā)電流量不匹配，銀盤水電站需要在白天負(fù)荷高峰前預(yù)留一定庫容，以蓄納彭水水電站調(diào)峰時(shí)大于自身最大發(fā)電流量的多余水量。

2.2 方案分析

彭水、銀盤水庫之間存在徑流、水力和電力聯(lián)系。采用短期梯級聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度，可騰出水庫的調(diào)蓄空間，以較好地發(fā)揮梯級電站的調(diào)節(jié)性能，提高降雨間隙期下游電站的發(fā)電水量，并調(diào)蓄小洪水和局部時(shí)段上游來水的擾動，以減少下游電站的棄水量。因此，短期調(diào)度可反映出梯級電站的電力補(bǔ)償效益。

在滿足綜合利用和電力系統(tǒng)負(fù)荷要求下，采用常規(guī)和優(yōu)化技術(shù)，制定梯級電站短期調(diào)度方案,包括梯級電站日運(yùn)行最大電量計(jì)算、給定總出力計(jì)算負(fù)荷分配方式和發(fā)電過程調(diào)度方式。根據(jù)兩座水庫不同的代表水位和彭水水庫不同的代表入庫流量進(jìn)行了計(jì)算，并對不同方案的發(fā)電效益進(jìn)行比較，具體分析如下。

(1) 在電網(wǎng)允許的情況下，彭水水庫宜采用在汛后快速蓄水、供水期維持高水位運(yùn)行、汛前集中消落的方式。

(2) 在汛期預(yù)報(bào)大流量入庫之前，彭水水庫加大出力，提前消落水位。在大流量來水入庫時(shí)，機(jī)組通過滿發(fā)流量發(fā)電，同時(shí)利用多余水量蓄水及汛期大流量來水抬升水位，提高水庫的發(fā)電效益。

(3) 當(dāng)蓄水期來水較豐時(shí)，水庫可兼顧電網(wǎng)出力和水庫蓄水需求；來水較枯時(shí)，降低水庫出力，加快水庫蓄水進(jìn)程，提高水量利用效率和水庫的發(fā)電效益。

(4) 通過優(yōu)化彭水水庫供水期發(fā)電調(diào)度方式，在水庫供水期保持高水位運(yùn)行，在汛前集中消落，具有較好的發(fā)電效益。若考慮電網(wǎng)對電站最大出力的限制，則需根據(jù)來水預(yù)報(bào)和電網(wǎng)出力限制條件，提前消落水位。

(5) 當(dāng)彭水水電站入庫流量小于1 000m3/s，并基本保持出入庫平衡運(yùn)行，可使銀盤水電站保持高水位運(yùn)行。在預(yù)測后期沒有降雨情況下，可使庫水位在212.5～214m之間運(yùn)行；當(dāng)其入庫流量小于600m3/s，可將銀盤水電站全天水位控制約在213.5m，并視電網(wǎng)負(fù)荷擾動，適當(dāng)提前降低銀盤水電站庫水位，以防止彭水水電站大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，多余水量無法消納。

(6) 彭水、銀盤梯級水庫日運(yùn)行調(diào)度，以彭水水庫先承擔(dān)較大負(fù)荷，使銀盤水庫水位抬升，后期運(yùn)行時(shí)加大銀盤水庫出力，消落水位至起調(diào)水位的運(yùn)行方式，具有較好的發(fā)電效益。在無航運(yùn)等其他約束條件時(shí)，銀盤保持較高庫水位，與彭水水庫同步調(diào)峰運(yùn)行，發(fā)電效益良好。

(7) 通過對兩座水庫廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行研究得出，對不同水位、流量、總出力組合而言，在最少機(jī)組平均分配出力時(shí)，兩座電站機(jī)組出力分配的耗水率最低。

2.3 取得的成效

在實(shí)際工作中，先擬定中長期調(diào)度，用于指導(dǎo)水庫水位蓄水、消落；在確定中長期調(diào)度水庫運(yùn)行水位和發(fā)電計(jì)劃的前提下，結(jié)合短期水情預(yù)報(bào)和電網(wǎng)指令，進(jìn)行短期水庫調(diào)度，以進(jìn)一步發(fā)揮電站的經(jīng)濟(jì)效益，指導(dǎo)電站實(shí)際運(yùn)行。

經(jīng)過近幾年的優(yōu)化運(yùn)行實(shí)踐，短期梯級聯(lián)合發(fā)電調(diào)度取得了一定成效，其中2013年梯級聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度銀盤水電站補(bǔ)償電量達(dá)3 889.1萬kW·h，2014年這一數(shù)字達(dá)4 655萬kW·h。

3 結(jié) 語

通過與上游貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司水電站遠(yuǎn)程集控中心加強(qiáng)聯(lián)系與溝通、建立長效聯(lián)系機(jī)制，為彭水、銀盤梯級水電站的短期精細(xì)化調(diào)度提供了堅(jiān)強(qiáng)后盾；在實(shí)時(shí)調(diào)度時(shí),重慶電力調(diào)度控制中心竭力為梯級電站騰出發(fā)電空間，并盡量組織外送，提高了水量利用率。今后，將繼續(xù)扎實(shí)做好梯級聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的各項(xiàng)專題研究，并盡快將研究成果應(yīng)用于實(shí)踐，從而進(jìn)一步挖掘發(fā)電潛力，提高梯級電站綜合效益。

(編輯：唐湘茜)

2015-04-09

李華穗，男，大唐國際發(fā)電股份有限公司重慶分公司，高級工程師.

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