貴州構(gòu)皮灘水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究

李遠(yuǎn)軍(貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司 構(gòu)皮灘發(fā)電廠,貴州 遵義 564408)

貴州構(gòu)皮灘水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究

李遠(yuǎn)軍(貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司 構(gòu)皮灘發(fā)電廠,貴州 遵義 564408)

為節(jié)約能源、減少損失，創(chuàng)造最大經(jīng)濟(jì)效益，提出建立構(gòu)皮灘水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體系。通過制定合理的開停機(jī)策略、優(yōu)化機(jī)組組合、強(qiáng)化人員爭電意識(shí)、避免機(jī)組空載和超額定出力運(yùn)行、量化發(fā)電指標(biāo)及合理運(yùn)行輔助設(shè)備等措施，在保障電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

水電站廠房;水電站運(yùn)行;運(yùn)行體制研究;構(gòu)皮灘水電站

1 概 述

構(gòu)皮灘水電站位于遵義市余慶縣境內(nèi)，烏江流域開發(fā)的第7級(jí)電站，總裝機(jī)容量3 000MW(每臺(tái)600MW,共5臺(tái))，是貴州省裝機(jī)規(guī)模最大的水電站，多年平均發(fā)電量96.82億kW·h，系貴州東部電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的重要電源點(diǎn)。按照構(gòu)皮灘水電站“創(chuàng)一流”發(fā)展規(guī)劃，為實(shí)現(xiàn)在精益集約型企業(yè)建設(shè)進(jìn)程中用好每一方水、多發(fā)一度電的目標(biāo)，展開了廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作。

經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是在系統(tǒng)給定負(fù)荷的條件下，合理調(diào)度、控制水位，根據(jù)運(yùn)行水頭確定機(jī)組臺(tái)數(shù)和組合、負(fù)荷分配，得到水電站最優(yōu)運(yùn)行方式，用以指導(dǎo)電站的運(yùn)行，節(jié)約能源、減少損失，創(chuàng)造出最大的經(jīng)濟(jì)效益。構(gòu)皮灘水電站運(yùn)行人員圍繞發(fā)電量、耗水率、廠用電率等指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化分析，對(duì)影響機(jī)組運(yùn)行的指標(biāo)進(jìn)行分析，不斷提煉、總結(jié)，由表及里找到各種因素間存在的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，建立了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體系。

2 建立經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體系

2.1 開停機(jī)控制策略

運(yùn)行人員以QC(質(zhì)量控制)活動(dòng)為載體，成立機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究小組，探求機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。根據(jù)機(jī)組出廠設(shè)計(jì)模型、運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線，分析比對(duì)5臺(tái)機(jī)組在不同水頭、不同負(fù)荷段的耗水率與運(yùn)行效率，總結(jié)出各臺(tái)機(jī)組的振動(dòng)區(qū)、穩(wěn)定區(qū)和高效區(qū)，通過收集機(jī)組開停機(jī)時(shí)間、耗水量及導(dǎo)葉漏水量，制定了開停機(jī)控制策略。

構(gòu)皮灘水電站主要配合電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻，每天早、晚高峰都要進(jìn)行開停機(jī)，各臺(tái)機(jī)組運(yùn)行工況各不相同，空載流量大小不一，并網(wǎng)時(shí)間不盡相同，這就要求開停機(jī)時(shí)進(jìn)行優(yōu)化選擇。開停機(jī)時(shí)選擇工況最優(yōu)的機(jī)組，堅(jiān)持“精”、“準(zhǔn)”、“穩(wěn)”，合理分配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)效益最大化。所謂“精”是在開機(jī)時(shí)根據(jù)水頭、負(fù)荷情況確定開機(jī)臺(tái)數(shù)、機(jī)組組合方式，應(yīng)首選高效率機(jī)組;所謂“準(zhǔn)”是根據(jù)電網(wǎng)需要適時(shí)開停機(jī)，根據(jù)計(jì)劃電量給定值提前5min開機(jī)并網(wǎng)，減少機(jī)組空載時(shí)間，需要停機(jī)時(shí)在5min內(nèi)完成解列操作，避免機(jī)組在低負(fù)荷段及不穩(wěn)定區(qū)運(yùn)行;所謂“穩(wěn)”是在調(diào)整負(fù)荷時(shí)，合理分配各臺(tái)機(jī)組的有無功，快速穿越振動(dòng)區(qū)。

2.2 用等微增率法分配機(jī)組負(fù)荷

式中,P為系統(tǒng)給定負(fù)荷值；Pi為第i臺(tái)機(jī)組的有功出力,i∈(1,2,3,4,5)；Q為全廠發(fā)電水量； Qi為第i臺(tái)機(jī)組的流量,i∈(1,2,3,4,5)。

求解上式得

可以看出，當(dāng)運(yùn)行中的每臺(tái)機(jī)組功率變化值與流量變化值之比相等時(shí)，全廠發(fā)電水量最小，亦即最優(yōu)負(fù)荷分配方案。

2.3 提高人員市場(chǎng)意識(shí)

在全廠AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)功能投入的情況下，AGC下發(fā)值常常不能達(dá)到計(jì)劃給定值，這是由于值班人員缺乏市場(chǎng)意識(shí)，沒有考慮爭取電量，即使發(fā)現(xiàn)AGC下發(fā)值少于計(jì)劃值(詳見表1)，也沒有及時(shí)采取措施，導(dǎo)致發(fā)電計(jì)劃完成率偏低。

從表1可知，在AGC發(fā)值小于調(diào)節(jié)死區(qū)(15 MW)時(shí)，AGC不能自動(dòng)將負(fù)荷值調(diào)至計(jì)劃值，需要值班人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整負(fù)荷;手動(dòng)退出1臺(tái)機(jī)組AGC功能，調(diào)整機(jī)組負(fù)荷使之跨越死區(qū)(通過加減單機(jī)有功實(shí)現(xiàn))，全廠有功實(shí)發(fā)值才能達(dá)到或超過計(jì)劃值，從而提高計(jì)劃電量完成率。

2.4 避免機(jī)組空載

由于構(gòu)皮灘水電站時(shí)常作為電網(wǎng)調(diào)頻電廠，電網(wǎng)要求提供200 MW的旋轉(zhuǎn)備用容量以備事故處理，這就要求多開機(jī)運(yùn)行，增加了開停機(jī)過程中的水量損失。同時(shí)有機(jī)組會(huì)處于空載或低負(fù)荷運(yùn)行，空載運(yùn)行時(shí)會(huì)浪費(fèi)水量(空載流量和并網(wǎng)時(shí)間見表2)；低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)組振擺較大。由于構(gòu)皮灘水電站機(jī)組開機(jī)并網(wǎng)時(shí)間短，在系統(tǒng)需要負(fù)荷時(shí)，能在5 min內(nèi)提供備用容量，經(jīng)過多方溝通協(xié)調(diào)，得到總調(diào)許可不再另開機(jī)組提供200 MW的備用容量。這樣就避免了機(jī)組處于低負(fù)荷區(qū)運(yùn)行，減少了開停機(jī)過程中的水量損耗，有效降低了全廠耗水率。

2.5 提高棄水期負(fù)荷率

在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，棄水期安排機(jī)組適當(dāng)超額定出力運(yùn)行，減少棄水而增加發(fā)電量，以提高水能利用率?，F(xiàn)場(chǎng)采用“專家+專業(yè)+值班人員”的3級(jí)巡檢制度，確保設(shè)備可靠運(yùn)行。

2.6 量化發(fā)電指標(biāo)

運(yùn)行人員采取3班倒模式，南網(wǎng)總調(diào)每天會(huì)下發(fā)全廠計(jì)劃電量，根據(jù)計(jì)劃算出各個(gè)班的計(jì)劃電量，當(dāng)班人員采取各種方式完成計(jì)劃電量，做到度電必爭、度電必?fù)?。把電量完成率、爭搶電量等指?biāo)納入績效考評(píng)，以此來保障機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效推行。

2.7 合理安排輔助設(shè)備的運(yùn)行方式

根據(jù)季節(jié)水溫、發(fā)電機(jī)定子繞組以及各軸承的冷卻效果,調(diào)整機(jī)組技術(shù)供水流量，按廠房環(huán)境溫度及濕度投退廠房空調(diào)系統(tǒng)，冬季停運(yùn)，以減少廠用電量，降低廠用電率。

3 結(jié) 語

機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行立足于當(dāng)今資源高效利用、構(gòu)皮灘水電站精益集約管理以及創(chuàng)“國際一流、行業(yè)標(biāo)桿”的需要，圍繞日發(fā)電量、耗水率和廠用電率等方面展開機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保障了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，充分利用了每1 m3水庫區(qū)來水，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2014年年度耗水率僅為2.23m3/kW·h，較指標(biāo)值降低0.18 m3/kW·h，年度廠用電率僅為0.15%，較指標(biāo)值降低0.05%，成功與調(diào)度協(xié)調(diào)150次，優(yōu)化機(jī)組開停機(jī)方式約500次，節(jié)約水量4 780萬m3，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值約600萬元。2014年7月16日至20日烏江流域洪水期間，通過在不同水頭下進(jìn)行機(jī)組負(fù)荷試驗(yàn)，在保證安全穩(wěn)定的前提下超額定出力運(yùn)行，累計(jì)爭搶電量371.7萬kW·h，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約104萬元。

(編輯：陳紫薇)

2015-04-09

李遠(yuǎn)軍，男，貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司構(gòu)皮灘發(fā)電廠，助理工程師.

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