流域梯級水電站集控運行工作研究

汪紅星

（國家能源集團迪慶香格里拉發(fā)電有限公司，云南 迪慶 674402）

0 引言

流域性作為水能資源中比較大的特點，通過對梯級水電站實現(xiàn)集中控制，實現(xiàn)對水能資源的高效運用。作為一種先進、新型、高效的具有流域性特點的電力生產(chǎn)運轉(zhuǎn)形式的梯級水電站[1]，在這個模式下，可以保證中心城市對邊遠地區(qū)水電站實現(xiàn)遠程控制，進而為較為邊遠地區(qū)的水電站順利實現(xiàn)無人值班的目的帶來重要條件，最大程度上對流域梯級水電站的水量實現(xiàn)統(tǒng)籌運用目的，得到更加顯著的經(jīng)濟與社會效益。近年來，想要增加流域水資源利用率，將梯級水電站所具備的作用發(fā)揮出來，獲得較高的經(jīng)濟效益，支持國家節(jié)能發(fā)電的政策，國家當(dāng)中不同流域內(nèi)部水電開發(fā)公司，積極主動研究水電站集控運轉(zhuǎn)模式，構(gòu)建起集控中心或者調(diào)度水庫的機構(gòu)，實現(xiàn)集中控制流域梯級水電站[2]。即便在運行管理中實際情況有所不同，集中控制的實施程度也各不一樣，可實質(zhì)上都是建立起流域梯級集中控制作為目標的統(tǒng)一管理運行體系，在進行籌建實施過程中，做好統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計工作、實現(xiàn)分布實施，在具體運轉(zhuǎn)管理當(dāng)中獲得良好的完善與提高。

1 流域梯級水電站集控運行的內(nèi)涵

流域梯級水電站集控運行就是流域水電開發(fā)公司為了最大程度上挖掘出梯級水電生產(chǎn)的潛力以及效益，把歸屬于相同流域的水力緊密聯(lián)系的水電站，構(gòu)成梯級水電站群體[3]，通過不同水庫不同水文和庫容特性，轉(zhuǎn)變具備調(diào)節(jié)能力水庫以及電站的運轉(zhuǎn)方法[4]，利用梯級水電站利用水資源，加強總體梯級的供電效果，發(fā)揮出水資源的綜合效益，統(tǒng)一組織各個梯級水電站生產(chǎn)與管理，獲得最高的經(jīng)濟效益。

流域梯級水電站的集控運行包含如下兩個方面的內(nèi)涵：第一，梯級之間緊密聯(lián)系，作為不能割裂的一個整體，必須展開集控運行[5]；第二，水量以及電力調(diào)度作為互動關(guān)系，要保障最優(yōu)化的方案、最高的效益，一定要讓水與電結(jié)合起來，發(fā)布集控運行指令[6]。梯級水電站集控運行作為實施水量、電力聯(lián)合調(diào)度運行的基礎(chǔ)，能夠獲得更高綜合效益的保證。

2 流域梯級水電站集控運行體系

2.1 組織體系

為了能夠集控運行流域梯級水電站，需要梯級電站群體構(gòu)建起集控機構(gòu)，針對外部統(tǒng)一接受部門的調(diào)度指令，針對內(nèi)部統(tǒng)一負責(zé)防洪、發(fā)電等調(diào)度指令。不一樣的梯級電站與流域集控機構(gòu)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，從而實現(xiàn)調(diào)度、通信以及監(jiān)控的功能，對流域調(diào)度中心的指令完全接受，從而由梯級監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)。作為企業(yè)當(dāng)中新型職能單位的流域梯級調(diào)度機構(gòu)，其出現(xiàn)定然會讓企業(yè)原本組織結(jié)構(gòu)、電力生產(chǎn)組織管理關(guān)系產(chǎn)生改變。推行流域梯級集控運行還能有效幫助企業(yè)員工改變工作內(nèi)容、制度、地點。

2.2 管理模式

過去的落后的電力體制下，電網(wǎng)公司負責(zé)機組的發(fā)電調(diào)度工作，企業(yè)的發(fā)電設(shè)備是否安全、是否可靠、是否穩(wěn)定、投運效率是否良好，成為考核電網(wǎng)單位的重要指標。所以發(fā)電企業(yè)將中心工作放到維修、檢修發(fā)電設(shè)施，提高水工建筑物的完整程度上，從而建立起以電廠設(shè)備的完好程度作為中心的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，從而，發(fā)電企業(yè)水庫調(diào)度，給電網(wǎng)的運行調(diào)度、企業(yè)生產(chǎn)組織指揮機構(gòu)起到謀劃作用，讓水電企業(yè)生產(chǎn)管理模式變得更加“重電，輕機，不管水”。而流域梯級水電站的集控運行需要改革發(fā)電企業(yè)原本的生產(chǎn)管理體質(zhì)，發(fā)電企業(yè)中心工作不單單局限在確保設(shè)備的完好可靠程度，還需要追求最大化的綜合效益。流域集控機構(gòu)已經(jīng)變成流域開發(fā)公司生產(chǎn)調(diào)度控制以及生產(chǎn)信息的中心?？傮w的生產(chǎn)過程如下：首先準確預(yù)測來水過程，達到防洪要求、綜合運用水資源的要求下，結(jié)合調(diào)度編制計劃，電網(wǎng)企業(yè)講調(diào)度計劃進行批準之后來組織實施。調(diào)度當(dāng)中要一定堅持“水電互動，方案最優(yōu)”的這一原則[7]，綜合實際水情預(yù)測方法、水庫綜合運用方式，初步確定好梯級水電站發(fā)電負荷、機組運轉(zhuǎn)方式，綜合電網(wǎng)負荷需要、水電站機組具體情況，按照調(diào)度決策系統(tǒng)，參照防洪、航運條件，把最優(yōu)的水庫、發(fā)電調(diào)度方案確定到位。想要讓水調(diào)、電調(diào)更良好的銜接在一起，避免無用的溝通，進一步提高實時調(diào)度的應(yīng)急響應(yīng)效率，實施水庫和發(fā)電調(diào)度一同平臺值班的模式。

2.3 運行方式介紹

集中遠程管理水庫、電站實現(xiàn)流域梯級水電站的集控運轉(zhuǎn)目的。水庫與電站信息集中到流域集控機構(gòu)，轉(zhuǎn)變集控運轉(zhuǎn)的決策參考。結(jié)合梯級電站建立起遠程集控生產(chǎn)模式，實現(xiàn)對流域梯級水電站的集控運行目的。此種模式下，梯級電站要受到集控機構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度指令，大大減少現(xiàn)場工作人員的數(shù)量，更有甚至產(chǎn)生無人值班的模式，節(jié)省企業(yè)的人力成本。面對遠程集控生產(chǎn)模式來說，是否有著先進且可靠的提及調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)會直接影響梯級電站集控。為了能夠有效實現(xiàn)遠程集控的模式，需要構(gòu)建起較為完善、現(xiàn)代化的自動化系統(tǒng)。流域梯級集控系統(tǒng)屬于較為重要的生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，對接電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，此系統(tǒng)與電網(wǎng)規(guī)范與規(guī)程相符合，并且，電網(wǎng)要保證調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠程度，要確保流域梯級集控系統(tǒng)滿足這一需要。而且，流域梯級集控系統(tǒng)需要緊密聯(lián)系企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)與行政體系，在講梯級自動化調(diào)度能力有效確定后，綜合考慮生產(chǎn)調(diào)度關(guān)系。

3 流域梯級水電站集控運行效益

3.1 提高水資源利用效率

針對相同流域中的梯級水電站實現(xiàn)集控運行，能夠提高這一流域當(dāng)中水資源的利用率，在這一流域當(dāng)中的水電站構(gòu)建龍頭調(diào)節(jié)水庫。此水庫具備調(diào)節(jié)功能，通過梯級水電站協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的前提條件下，水庫發(fā)揮出良好的調(diào)節(jié)效果，提高梯級水電站水資源利用率。此水庫發(fā)揮調(diào)節(jié)作用具體流程即汛期來臨，先將其他小水庫蓄滿，最后是龍頭水庫，汛期結(jié)束，從龍頭水庫最先開始加大發(fā)電強度，對其他小水庫提供補給，利用這一調(diào)節(jié)方式降低其水量，確保旱季時期水電站發(fā)電能力，總體上提高流域內(nèi)水電站對水資源的利用率。

3.2 提升流域內(nèi)的防洪有效性

過去的單庫洪水調(diào)度下，不同流域的電站分別進行降水、來水的采集，所以不同電站不能及時對信息進行共享。一般上游的水庫開閘以后，下游的電站要在幾個小視后才會得到信息，由于上級電站無法及時把來水情況告知下級電站，因此，一旦水庫調(diào)節(jié)性能弱，無法展開預(yù)先操作。為了保證大壩安全性，非?？赡艹霈F(xiàn)河道水位突然上升或者是下降的現(xiàn)象，嚴重危及到下游河道的安全與周圍居民的生命財產(chǎn)安全。流域梯級水庫與防洪調(diào)度進行緊密聯(lián)合，綜合不同梯級水庫的調(diào)節(jié)作用，發(fā)揮出大型水庫、龍頭水庫的優(yōu)點，集控中心負責(zé)來統(tǒng)一調(diào)度洪水，全面對上下游的影響因素實現(xiàn)考慮，結(jié)合不同水庫的情況，動態(tài)控制汛期水位，針對洪水實現(xiàn)預(yù)泄、攔尾，還能實現(xiàn)錯峰、削峰的調(diào)度目標[8]。并且，變化上游當(dāng)中水庫的運行模式，結(jié)合不同電站實現(xiàn)靈活停機操作步驟，面對可能出現(xiàn)棄水現(xiàn)象的水庫，做好錯峰調(diào)度工作，有效對不同水庫之間蓄洪關(guān)系實現(xiàn)處理，不影響水電站防洪安全的基礎(chǔ)上，做好集控運轉(zhuǎn)，加強總體流域梯級水電站所具備的防洪效果。

3.3 推進電力體制改革

伴隨著電力體制改革形式的逐步明晰，廠網(wǎng)公開和競價上網(wǎng)逐步實現(xiàn)，電網(wǎng)針對電力調(diào)度，從以往微觀管理過渡到宏觀控制，對于不一樣的發(fā)電公司展開的電力調(diào)度，采用總負荷曲線控制模式，讓各發(fā)電公司電力調(diào)度管理變得更加靈活多變。對于水電廠的水庫調(diào)度任務(wù)來說，不再單純是防洪與調(diào)度，企業(yè)需要與市場經(jīng)濟規(guī)律相結(jié)合，針對防洪、發(fā)電以及航運實現(xiàn)協(xié)調(diào)控管目的，通過水庫，采用水位的允許變化幅度，制定出統(tǒng)一梯級電站發(fā)電計劃，減少水量消耗，獲得最高的電力生產(chǎn)效益。與此同時，面對梯級樞紐發(fā)電調(diào)度與檢修工作計劃進行有效優(yōu)化，滿足電力市場提出的機組、負荷控制的需求。隨著電力體制改革的深入，要順利建立起電力交易實時競價體系。競價上網(wǎng)直接對電量合同與電價協(xié)議的簽署產(chǎn)生重要影響。為了適應(yīng)這一改革需要，保持主動狀態(tài)，流域梯級電站要利用水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的方式，水電結(jié)合實時調(diào)度。實時調(diào)度能夠充分掌握水情信息，提高售電以及發(fā)電的能力，結(jié)合電力市場的動態(tài)信息以及未來水質(zhì)情況，將發(fā)電計劃做到位，讓運轉(zhuǎn)方法變得更加理想，進一步提高開發(fā)水電等可再生清潔能源的競爭實力。

4 結(jié)語

總之，現(xiàn)如今的流域梯級水電站建設(shè)速度的不斷提高，開始朝著流域梯級集控運轉(zhuǎn)的方向改變。利用流域梯級集控運轉(zhuǎn)方式，有效減輕電站工作人員的壓力，逐步變化為無人值守的模式，節(jié)省人力資源成本，提高工作效率。并且，還能有效增強流域內(nèi)防洪能力。另外，科學(xué)合理對不同電站的發(fā)電負荷實施分配，顯著提高流域當(dāng)中資源的綜合使用率。結(jié)合流域梯級電站進行集控運轉(zhuǎn)，節(jié)省資源、環(huán)保，還能實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀念，助力社會經(jīng)濟持續(xù)健康良好發(fā)展。所以，一旦具備充足的條件，就需要大力發(fā)展、積極實現(xiàn)流域梯級電站集控運行方式。