討賴河渠道水電站經(jīng)濟效益提升措施研究

(甘肅省水利廳討賴河流域水資源管理局，甘肅 酒泉 735000)

小型水電站經(jīng)濟運行涉及的因素較多，概括起來講，主要包括主觀方面和客觀方面。主觀方面，運行管理人員的素質(zhì)尤為重要；客觀方面最主要的是安全運行，同時包括來水預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度、管理水平等。本文以討賴河兩座渠道水電站為例，從分析現(xiàn)狀條件下制約經(jīng)濟效益的因素入手，探討了優(yōu)化和提升效益的措施。

1 水電站基本情況

討賴河渠首樞紐工程設(shè)計引水方式為一岸兩側(cè)引水，即從討賴河渠首將水分別引入南干渠、北干渠輸水渠道。討賴河北干渠水電站建成于2011年，位于討賴河渠首以下9km處，電站總裝機容量為2250kW(2×875kW+500kW)，電站設(shè)計水頭14.90m，設(shè)計最大引水流量18m3/s，多年平均發(fā)電量988萬kW·h，年利用小時數(shù)4391h。討賴河南干渠水電站建成于2017年，位于討賴河渠首以下12km處，電站總裝機容量為1650kW(3×550kW)，設(shè)計水頭14.66m，電站設(shè)計最大引水流量14m3/s，多年平均發(fā)電量為437.1萬kW·h，年利用小時數(shù)2649h。以上兩座水電站在國家電網(wǎng)系統(tǒng)中不承擔(dān)調(diào)相、調(diào)峰和調(diào)頻任務(wù)，根據(jù)水情情況隨時調(diào)整負(fù)荷發(fā)電。從歷年的運行情況看，兩座電站的發(fā)電量一直低于設(shè)計發(fā)電量，提升效益還有相當(dāng)?shù)目臻g。

2 影響經(jīng)濟運行有待解決的主要問題

2.1 上下聯(lián)動性有待進(jìn)一步加強

討賴河干流上游無調(diào)蓄工程，屬自流引水。引水主要以灌溉為主，兼顧發(fā)電。一方面洪水資源無法有效利用；另一方面與上游水電站的距離遠(yuǎn)，其蓄水排洪對下游的影響大，而且在水情信息互聯(lián)互通方面的聯(lián)動性較差。

2.2 技術(shù)手段需要進(jìn)一步完善

討賴河干流信息化基礎(chǔ)薄弱，無法獲取上游區(qū)域的實時雨水情況，水量調(diào)度及水電站運行缺乏計劃性，只是根據(jù)實際來水情況實時調(diào)整，由此造成機組搭配不合理、開停機頻繁、運行效率不高等問題。

2.3 綜合管理有待進(jìn)一步改進(jìn)

運行實踐中，對機組高水頭運行、高效區(qū)運行以及避開振動區(qū)的經(jīng)驗總結(jié)不足，對水情的判斷缺乏經(jīng)驗和手段，調(diào)整負(fù)荷應(yīng)對來水變化不及時，導(dǎo)致機組出力不充分。對電氣設(shè)備尤其是二次保護(hù)方面的維護(hù)能力欠缺，對廠房用電控制不嚴(yán)格。

3 提升經(jīng)濟運行的措施

小型水電站真正達(dá)到經(jīng)濟運行，必須確保設(shè)備長期處于安全運行。在此基礎(chǔ)上，通過配套硬件軟件設(shè)施，強化管理等措施，提升運行效益。

3.1 加強與上下游及管理部門的協(xié)調(diào)聯(lián)動

對于梯級開發(fā)的河流，水電站之間的相互影響特別密切。從電站自身來講，要積極推動新型技術(shù)裝備的應(yīng)用，如遠(yuǎn)控、微控、流量在線監(jiān)測[1]、無人值守等，提升水電站自動化程度。同時，按照管理部門建設(shè)智慧流域的規(guī)劃，積極協(xié)調(diào)，將水電站的運行調(diào)度納入智慧流域規(guī)劃的專業(yè)板塊，實現(xiàn)水情信息、發(fā)電信息的互聯(lián)互通和共享，為水電站的保護(hù)、運行及效率提升提供技術(shù)支撐。

3.2 提升設(shè)備的運行管理水平

3.2.1 做好實驗及經(jīng)驗積累總結(jié)

通過運行實踐，總結(jié)水電站機組的運行特點，特別是機組的高效區(qū)、振動區(qū)、負(fù)荷率以及汽蝕的臨界值、臨界點。通過實驗，打破常規(guī)，通過靈活選擇機組運行搭配，在高水頭、低耗水率下，實現(xiàn)出力最大化[2]。同時探索利用多余水量排污、改進(jìn)機組密封等減小水頭損失的方式方法。

3.2.2 積極研究機組超負(fù)荷發(fā)電的可行性

當(dāng)來水超過單臺機組運行必需水量，但又少于兩臺機組運行水量時，為減小棄水，增大機組出力，研究機組超負(fù)荷發(fā)電的可能性。目前，已經(jīng)試驗了單臺機組超過5%負(fù)荷發(fā)電，單臺機組及全部機組是否能進(jìn)一步提高超負(fù)荷發(fā)電的可能性，仍需進(jìn)一步研究論證。

3.2.3 加強維護(hù)確保機電設(shè)備正常運行

增強工作的預(yù)見性和前瞻性，利用閑暇時間對機電設(shè)備進(jìn)行定期維修養(yǎng)護(hù)。發(fā)電時段內(nèi)，出現(xiàn)問題及時修理，盡可能縮短檢修的時間。通過技改，更新現(xiàn)有低效率的設(shè)備，以高效低耗設(shè)備替代，減少人力消耗，降低運行成本，提升運行效率。此外，強化節(jié)能降耗力度，通過更換照明設(shè)備、更新高耗能機電設(shè)備和取暖設(shè)備等，最大限度地降低能耗，提升管理水平和盈利能力。

4 前景展望

2013年，甘肅省水利廳先后啟動了洪水河水庫、討賴峽水庫項目前期工作。其定位在有效控制河流上游來水，合理配置中下游經(jīng)濟社會和生態(tài)用水，提高供水保證率和用水效率，最大限度滿足工農(nóng)業(yè)用水之需，并兼顧防洪及發(fā)電功能[3]。水庫建成后，洪水資源可調(diào)蓄利用，年利用小時數(shù)相比目前可大幅度提高，效益將會明顯提升。