思林發(fā)電廠綜合耗水率主要影響因素分析及對(duì)策

侯光強(qiáng)

(貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司思林發(fā)電廠，貴州 思南 565109)

0 引言

貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司思林發(fā)電廠位于烏江中游的貴州省思南縣境內(nèi)，屬烏江梯級(jí)開發(fā)的第6級(jí)，于2009年年底投入運(yùn)行，在電網(wǎng)中主要承擔(dān)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用。電站同步建設(shè)有5 000 kN級(jí)單級(jí)垂直升船機(jī)。上距構(gòu)皮灘水電站89 km，下距沙沱水電站115 km。

思林發(fā)電廠正常蓄水位為440.00 m，汛限水位為435.00 m，死水位為431.00 m，總庫(kù)容為15.93億m3。電站裝機(jī)容量為4×262.5 MW，單機(jī)額定流量為443 m3/s，綜合額定耗水率為6.07 m3/(kW·h)，貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司下達(dá)的對(duì)標(biāo)綜合耗水率為5.90 m3/(kW·h)，前5年平均綜合耗水率為5.86 m3/(kW·h)。

思林發(fā)電廠汛期調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃審批單位為長(zhǎng)江防汛抗旱總指揮部，調(diào)度權(quán)限為：當(dāng)水庫(kù)水位高于防洪限制水位或?yàn)踅F州省境內(nèi)需要進(jìn)行防洪調(diào)度時(shí)，由貴州省人民政府防汛抗旱指揮部負(fù)責(zé)調(diào)度，報(bào)長(zhǎng)江防汛抗旱總指揮部備案；當(dāng)需要配合三峽水庫(kù)分擔(dān)長(zhǎng)江中下游防洪任務(wù)時(shí)，由長(zhǎng)江防汛抗旱總指揮部負(fù)責(zé)調(diào)度。

1 主要因素分析

1.1 外部因素分析

1.1.1 上下游水庫(kù)關(guān)系

思林發(fā)電廠上游為構(gòu)皮灘水電站，下游為沙沱水電站。構(gòu)皮灘水電站裝機(jī)容量為5×600 MW，為年調(diào)節(jié)水庫(kù)，在上游洪家渡、烏江渡水電站的配合下，具備多年調(diào)節(jié)能力；下游沙沱水電站裝機(jī)容量為4×280 MW，為日調(diào)節(jié)水庫(kù)。

自2015年年底起，包含構(gòu)皮灘、思林、沙沱水電站在內(nèi)貴州境內(nèi)烏江梯級(jí)水電站，均由貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司水電站遠(yuǎn)程集控中心進(jìn)行機(jī)組啟停、負(fù)荷調(diào)整、防洪調(diào)度等遠(yuǎn)程操作，可更好地開展梯級(jí)電站調(diào)度優(yōu)化工作。

1.1.2 區(qū)間流域情況

隨著區(qū)間流域居民生產(chǎn)生活條件的大幅度改善，鄉(xiāng)村道路硬化、村鎮(zhèn)集中連片建設(shè)等導(dǎo)致下墊面條件發(fā)生了一定變化，影響降水的產(chǎn)匯流分析，對(duì)區(qū)間流域小洪水預(yù)報(bào)精度產(chǎn)生較大影響。

1.1.3 生態(tài)流量情況

思林發(fā)電廠下游河段航運(yùn)業(yè)繁榮，船舶眾多，樞紐工程同步建設(shè)有5 000 kN級(jí)垂直升船機(jī)工程。為確保水生態(tài)繁衍和通航安全，生態(tài)流量不得低于193 m3/s。

1.2 內(nèi)部因素分析

1.2.1 機(jī)組檢修間隔調(diào)整

為提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性，特別是貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司水電機(jī)組大修間隔調(diào)整為運(yùn)行8萬(wàn)h等標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定要求更高，機(jī)組應(yīng)盡可能在最優(yōu)工況下運(yùn)行。

1.2.2 機(jī)組負(fù)荷變幅

思林發(fā)電廠在系統(tǒng)中的作用是調(diào)頻、調(diào)峰和事故備用，機(jī)組需要長(zhǎng)時(shí)間投入自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)，自動(dòng)電壓調(diào)控系統(tǒng)(AVC)，機(jī)組自動(dòng)調(diào)整有功、無(wú)功負(fù)荷，負(fù)荷變幅大，開停機(jī)頻繁。

1.2.3 單機(jī)運(yùn)行工況

思林發(fā)電廠廠房在右岸地下，總體布局與河流方向有約45°的夾角，機(jī)組引水發(fā)電系統(tǒng)布局為單機(jī)單洞，即每臺(tái)機(jī)組對(duì)應(yīng)一條引水隧洞、尾水隧洞，這就導(dǎo)致4臺(tái)機(jī)組引水系統(tǒng)長(zhǎng)度不一致，水頭損失也不一樣，加之機(jī)組制造、安裝存在細(xì)微差異，導(dǎo)致機(jī)組間水耗也不一樣。

2 控制對(duì)策

2.1 水庫(kù)水位動(dòng)態(tài)控制

貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司委托具備資質(zhì)的單位開展了構(gòu)皮灘、思林、沙沱水庫(kù)的水位動(dòng)態(tài)研究工作。充分利用構(gòu)皮灘水電站的水庫(kù)調(diào)節(jié)性能，在不降低下游保護(hù)區(qū)域的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和不增加工程安全風(fēng)險(xiǎn)的前提下，制訂了科學(xué)的汛期限制水位動(dòng)態(tài)控制目標(biāo)，并得到上級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)的批復(fù)。

在充分分析未來(lái)水雨情及泄洪風(fēng)險(xiǎn)后，經(jīng)貴州省人民政府防汛抗旱指揮部及長(zhǎng)江防汛抗旱總指揮部批復(fù)同意，汛期6—8月水位可適當(dāng)抬升至不超過438.76 m運(yùn)行，抬高機(jī)組的運(yùn)行水頭，降低耗水率。如預(yù)判未來(lái)有有效降雨，及時(shí)協(xié)調(diào)電網(wǎng)公司，通過發(fā)電等方式消落水位，確保不降低水庫(kù)的防洪性能。

編制年度水電優(yōu)化調(diào)度水位控制計(jì)劃，其中6—8月的目標(biāo)水位控制在434.50 m以上，其他時(shí)段控制在439.00 m以上。發(fā)現(xiàn)水庫(kù)水位低于目標(biāo)值時(shí)，及時(shí)建議上級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)抬升庫(kù)水位運(yùn)行，以提高機(jī)組運(yùn)行水頭。

2.2 提高區(qū)間流域小洪水預(yù)報(bào)精度

全面摸排思林區(qū)間流域的小水電特性，掌握其庫(kù)容曲線、泄流曲線、機(jī)組特性等參數(shù)。建立小水電汛情報(bào)送機(jī)制，在有條件的小水電站設(shè)置水庫(kù)水位遙測(cè)裝置，動(dòng)態(tài)掌握小水電站水庫(kù)水位，逐步開展小水電站洪水預(yù)報(bào)研究。優(yōu)化區(qū)間流域洪水預(yù)報(bào)模型，提高區(qū)間流域小洪水預(yù)報(bào)精度，保證水庫(kù)精準(zhǔn)調(diào)度。

2.3 通過基荷發(fā)電保證生態(tài)流量

為充分利用水資源，思林發(fā)電廠積極與電網(wǎng)公司調(diào)度部門溝通，達(dá)成機(jī)組避開振動(dòng)區(qū)帶電網(wǎng)基荷運(yùn)行的意見并嚴(yán)格執(zhí)行。機(jī)組避開振動(dòng)區(qū)運(yùn)行后發(fā)電流量約300 m3/s，滿足出庫(kù)流量不低于193 m3/s的生態(tài)流量要求；同時(shí)，協(xié)調(diào)電網(wǎng)公司避免負(fù)荷低谷期間調(diào)停全站機(jī)組，避免出現(xiàn)通過泄洪來(lái)保證生態(tài)流量的事件，提高水資源的利用率。

2.4 分析機(jī)組優(yōu)先開機(jī)順序

根據(jù)機(jī)組引水發(fā)電系統(tǒng)水頭損失情況，充分分析機(jī)組負(fù)荷-超聲波流量-導(dǎo)葉開度等關(guān)系，參考機(jī)組振動(dòng)區(qū)運(yùn)行工況，對(duì)比機(jī)組歷次檢修情況、機(jī)組運(yùn)行缺陷特征和頻次等情況，得出了均衡開機(jī)前提下的機(jī)組開機(jī)運(yùn)行順序，并建議上級(jí)調(diào)度部門遠(yuǎn)程操作時(shí)執(zhí)行。

2.5 機(jī)組在高效率區(qū)運(yùn)行

充分尊重科學(xué)規(guī)律，配合電網(wǎng)公司開展不同水頭情況下的機(jī)組振動(dòng)區(qū)測(cè)試，并結(jié)合機(jī)組運(yùn)行工況，調(diào)整機(jī)組振動(dòng)區(qū)，盡可能降低AGC調(diào)節(jié)范圍，確保機(jī)組處于高效率區(qū)運(yùn)行。

3 取得的成績(jī)

(1)通過分析不同機(jī)組特性，協(xié)調(diào)機(jī)組在高效率區(qū)、低振動(dòng)區(qū)運(yùn)行，降低機(jī)組故障概率，進(jìn)而延長(zhǎng)機(jī)組計(jì)劃性檢修間隔，降低維護(hù)費(fèi)用。

(2)優(yōu)化區(qū)間流域洪水預(yù)報(bào)模型，開展梯級(jí)水電站聯(lián)合調(diào)度，便于上級(jí)調(diào)度部門實(shí)行精準(zhǔn)調(diào)度，提高中小洪水預(yù)見期，為下游保護(hù)區(qū)人員搶險(xiǎn)及撤離提供寶貴時(shí)間，避免或減少洪水對(duì)沿江人民的影響。

(3)依托動(dòng)態(tài)水位控制，攔蓄洪尾；后期通過機(jī)組發(fā)電降低庫(kù)水位，達(dá)到多發(fā)電的目的。2017年全年累計(jì)發(fā)電33.403 1億kW·h，發(fā)電用水191.827 9億m3，耗水率為5.74 m3/(kW·h)，比額定值低0.33 m3/(kW·h)，比貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司下達(dá)的對(duì)標(biāo)值低0.16 m3/(kW·h)，節(jié)水增發(fā)電9 300 kW·h，經(jīng)濟(jì)效益明顯。