多級調(diào)度機構(gòu)管理模式下的梯級水電站檢修優(yōu)化措施探討

中圖分類號：TM73文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

梯級水電站運行與管理直接關(guān)系到區(qū)域能源供應(yīng)的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。隨著梯級水電站數(shù)量的增加，各電站設(shè)備分屬的調(diào)度機構(gòu)逐漸復(fù)雜化，涉及不同層級管理機構(gòu)之間的協(xié)調(diào)與合作，給梯級水電站的運行和管理帶來了新的影響和挑戰(zhàn)[1]。提高檢修水平[2-3]、優(yōu)化檢修工期安排[4-6]、改進(jìn)檢修模式[7-8]、升級管理體系[9-10]等措施有效改善了梯級水電站檢修管理工作，但如何在多級調(diào)度機構(gòu)管理模式下有效應(yīng)對梯級水電站的檢修管理問題依舊是亟需解決的課題。

本文以某流域梯級水電站為例，分析當(dāng)前檢修管理的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，提出多級調(diào)度機構(gòu)管理下的梯級水電站的檢修管理策略和方法，以期為梯級水電站的安全穩(wěn)定運行和可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

1梯級水電站檢修管理現(xiàn)狀

1.1 多級調(diào)度機構(gòu)管理模式簡介

在我國一般通過建立多級調(diào)度機構(gòu)來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度和運行控制。首先根據(jù)地理位置分為國家電網(wǎng)調(diào)管區(qū)域及南方電網(wǎng)調(diào)管區(qū)域；其次，兩大電網(wǎng)根據(jù)管轄范圍進(jìn)行內(nèi)部縱向分級。這種多級調(diào)度機構(gòu)管理模式具有如下特點。

（1）層級分明。根據(jù)電網(wǎng)覆蓋范圍、行政區(qū)域、管理層次及功能劃分電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)。通常劃分為國家電網(wǎng)（南方電網(wǎng)）調(diào)度、跨省區(qū)域調(diào)度（南方電網(wǎng)無此類別）、省級調(diào)度（中調(diào)）、地區(qū)調(diào)度、縣級調(diào)度等多級調(diào)度機構(gòu)，各級調(diào)度機構(gòu)之間存在明確的層級關(guān)系和職責(zé)劃分，各司其職。

（2）統(tǒng)一決策。在多級調(diào)度機構(gòu)管理模式下，各級調(diào)度機構(gòu)在電網(wǎng)調(diào)度中均為上下級關(guān)系，國家電網(wǎng)（南方電網(wǎng)）調(diào)度機構(gòu)負(fù)責(zé)統(tǒng)一決策和整體規(guī)劃，其余調(diào)度機構(gòu)均需執(zhí)行落實國家電網(wǎng)（南方電網(wǎng)）調(diào)度機構(gòu)的要求。

（3）資源協(xié)調(diào)。各級調(diào)度機構(gòu)通過信息共享和資源協(xié)調(diào)，實現(xiàn)對各項資源的合理配置和利用，以最大程度地提高資源利用率[1]。

（4）靈活應(yīng)變。多級調(diào)度機構(gòu)管理模式具有較強的靈活性，能夠根據(jù)實際情況及時調(diào)整和應(yīng)對各種突發(fā)事件，保障水電站的安全穩(wěn)定運行。

（5）效率優(yōu)化。通過多級調(diào)度機構(gòu)管理，可以實現(xiàn)水電站運行的整體優(yōu)化，包括電網(wǎng)潮流平衡、聯(lián)合調(diào)度等方面的優(yōu)化，提高水電站的整體運行效率。以國家電網(wǎng)制定年度檢修計劃為例，每年10一11月組織各級電網(wǎng)及直調(diào)電廠等單位分批次集中工作，共同制定次年檢修計劃。通過國家電網(wǎng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，充分考慮檢修工作的優(yōu)先級、電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性、電廠的發(fā)電保供需求等因素，根據(jù)各區(qū)域電網(wǎng)檢修需求確定重點直流檢修窗口期，再優(yōu)化調(diào)整換流站及各電廠檢修計劃，將檢修對電網(wǎng)及電廠的影響降至最低。

綜上所述，多級調(diào)度機構(gòu)管理模式在實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃和決策的同時，能夠充分發(fā)揮各級調(diào)度機構(gòu)的作用，實現(xiàn)資源協(xié)調(diào)和管理增效，為梯級水電站的運行提供了良好的管理模式和體系支持。

1.2梯級水電站檢修管理現(xiàn)狀

在多級調(diào)度機構(gòu)管理模式下，各水電站根據(jù)電站裝機、地理位置、電壓等級等接受不同級別調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度管理。為便于統(tǒng)一管理，各電站管理機構(gòu)根據(jù)電站情況設(shè)立相應(yīng)的集控中心，由集控中心對接電網(wǎng)及電站，進(jìn)行內(nèi)外部檢修工作的協(xié)調(diào)，綜合平衡各方需求，統(tǒng)籌安排檢修工作，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

以某流域梯級6座水電站為例，從上游至下游分別為A、B、C、D、E、F電站，因建設(shè)前期電力規(guī)劃差異，它們雖同屬于一個公司，但接受不同的上級調(diào)度機構(gòu)調(diào)度。其中，B主電站、C左岸電站、D主電站、E主電站 500kV 調(diào)管設(shè)備的檢修工作由國家電力調(diào)度控制中心（以下簡稱“國調(diào)中心”）負(fù)責(zé)；A主電站、C右岸電站 500kV 調(diào)管設(shè)備的檢修工作由中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心（以下簡稱“南網(wǎng)總調(diào)”）負(fù)責(zé)；F電站除 220kV 開關(guān)站外其余設(shè)備檢修工作由國家電網(wǎng)公司華中分部調(diào)度控制中心（以下簡稱“華中網(wǎng)調(diào)”）負(fù)責(zé)；F電站 220kV 開關(guān)站設(shè)備檢修工作由國家電網(wǎng)湖北省電力有限公司電力調(diào)度控制中心（以下簡稱“湖北省調(diào)”）負(fù)責(zé)；F電站某小機組設(shè)備檢修工作由國家電網(wǎng)宜昌供電公司電力調(diào)度控制中心（以下簡稱“宜昌地調(diào)”）負(fù)責(zé)。各電站將檢修需求匯總至集控中心，由集控中心統(tǒng)籌各方需求，結(jié)合水庫運用向各級調(diào)度機構(gòu)上報檢修計劃，各級調(diào)度機構(gòu)根據(jù)電網(wǎng)檢修安排、電力消納、電力保供等需求綜合研判后予以批復(fù)。

2梯級水電站檢修管理面臨的挑戰(zhàn)

多級調(diào)度機構(gòu)管理模式在檢修管理中雖然有諸多優(yōu)點，但也存在一些潛在的挑戰(zhàn)。

2.1各級調(diào)度機構(gòu)調(diào)度要求存在差異

梯級水電站檢修計劃管理工作大致可劃分為年度檢修計劃、月度檢修計劃、周檢修計劃、日前計劃及緊急搶修等類型。不同級別的調(diào)度機構(gòu)因所在層級及管理設(shè)備范圍不同，在日常檢修管理方面存在不同的流程和操作規(guī)范。這些差異包括但不限于以下幾方面。

2.1.1 日常流程差異

以上述梯級水電站實際檢修管理工作為例，不同級別的調(diào)度機構(gòu)對計劃報送時限及填報方式均有不同要求，需要結(jié)合各級調(diào)度機構(gòu)需求進(jìn)行分類應(yīng)對，詳見表1。

2.1.2調(diào)度命名要求差異

根據(jù)自身運營特點，不同調(diào)度機構(gòu)使用不同的調(diào)度命名規(guī)則對電力設(shè)備及其狀態(tài)進(jìn)行描述，給多級調(diào)度機構(gòu)管理帶來困難。因此，各電廠需要根據(jù)相應(yīng)調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度規(guī)定對檢修設(shè)備進(jìn)行規(guī)范命名，以確保符合調(diào)度規(guī)程規(guī)定要求。以上述C電站 500kV 串內(nèi)5212開關(guān)命名為例，國調(diào)中心規(guī)范命名為“500kV5212開關(guān)”，南網(wǎng)總調(diào)規(guī)范命名為“ 500kV 第一串聯(lián)絡(luò)甲5212開關(guān)”。

2.1.3業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)差異

不同級別的調(diào)度機構(gòu)對于同類型檢修計劃的內(nèi)容填報要求存在差異，各水電站需要根據(jù)最新調(diào)度要求不斷優(yōu)化完善申請內(nèi)容，保障檢修工作順利開展。以機組A級檢修后啟動試驗為例，國調(diào)中心相關(guān)業(yè)務(wù)由系統(tǒng)處負(fù)責(zé)統(tǒng)籌，僅需提前申報試驗計劃及申請說明，將試驗內(nèi)容備注在日前發(fā)電計劃中即可開展相應(yīng)工作，而南網(wǎng)總調(diào)則需將試驗步驟按檢修票的形式提交系統(tǒng)，經(jīng)各處室會商批準(zhǔn)后方可開展。

2.2 檢修安排協(xié)調(diào)難度大

不同級別的調(diào)度機構(gòu)在擬定檢修計劃時，往往會根據(jù)實際檢修需求、設(shè)備狀態(tài)、風(fēng)險評估等制定對自身電網(wǎng)設(shè)備可靠性影響最小的停電計劃，較少考慮其他非自身管轄區(qū)域電網(wǎng)的檢修情況。以上述C電站為例，左右岸分屬國調(diào)中心及南網(wǎng)總調(diào)兩個調(diào)度機構(gòu)負(fù)責(zé)，長期存在左右岸外送直流同時檢修的風(fēng)險，制約電站自身安全及外送能力，當(dāng)左右岸外送直流檢修期重疊時，雙方調(diào)度機構(gòu)需反復(fù)協(xié)商，盡量壓縮重疊期，減少對下游D電站航運的制約。

不同級別的調(diào)度機構(gòu)對檢修計劃的靈活性要求不同，往往級別越高的調(diào)度機構(gòu)對長期檢修計劃的制定有越高的需求，而地區(qū)調(diào)度機構(gòu)則更加注重短期的靈活性，根據(jù)當(dāng)前情況進(jìn)行調(diào)整和安排，確保電網(wǎng)自身安全。此外，不同電站因所處區(qū)域、調(diào)節(jié)能力、電力消納需求及受控的調(diào)度機構(gòu)對計劃的執(zhí)行要求不同，跨區(qū)域調(diào)度和協(xié)調(diào)需要考慮不同地區(qū)的電力資源分布、負(fù)荷特點、輸電能力等因素，檢修統(tǒng)一安排協(xié)調(diào)難度較大。

2.3檢修計劃剛性執(zhí)行要求嚴(yán)

隨著電力市場改革的推進(jìn)，上級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)對梯級水電站檢修計劃“剛性執(zhí)行”的要求日益嚴(yán)格，即檢修計劃確定后應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行，非年度計劃檢修工作原則上不允許納入月度檢修計劃，非月度檢修計劃原則上不允許日前開展，非計劃停運、緊急停運、臨時檢修等均面臨各區(qū)域輔助服務(wù)管理實施細(xì)則及電力并網(wǎng)運行管理實施細(xì)則“兩個細(xì)則”考核的風(fēng)險。然而，在實際執(zhí)行中，水電站每年將10月至次年6月確定為歲修周期，檢修工作安排需結(jié)合汛期設(shè)備運行評估情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，往往下半年的檢修安排與年計劃有較大差異，需多次協(xié)調(diào)調(diào)度機構(gòu)以采納調(diào)整方案，檢修計劃剛性執(zhí)行任重道遠(yuǎn)。

3解決措施及建議

為應(yīng)對多級調(diào)度機構(gòu)管理模式給梯級水電站檢修管理帶來的挑戰(zhàn)，可以通過以下措施建立完善的管理機制和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮多級調(diào)度機構(gòu)管理模式的優(yōu)勢。

3.1統(tǒng)一檢修管理規(guī)范

建議國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)共同制定一套全國統(tǒng)一的電網(wǎng)設(shè)施命名規(guī)則，開發(fā)使用同一套檢修業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)，結(jié)合各級電網(wǎng)的需求，逐步提高檢修數(shù)據(jù)一致性和標(biāo)準(zhǔn)化水平，推動檢修工作的統(tǒng)一化和規(guī)范化。

3.2搭建流域檢修管理平臺

為實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)安排和資源優(yōu)化的目的，建議各水電站搭建并使用統(tǒng)一的流域檢修管理平臺，該系統(tǒng)平臺具備以下功能。

（1）智能化制定檢修計劃表。根據(jù)水電站設(shè)備的實際情況，考慮來水預(yù)報及水庫調(diào)度邊界，結(jié)合電網(wǎng)檢修約束，提供智能化的年度、月度檢修計劃編排建議，同時支持多級水電站協(xié)作聯(lián)動，結(jié)合人工智能，完善優(yōu)化模型，確保制定的檢修計劃符合實際情況。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化錄入檢修模板庫。明確各級調(diào)度機構(gòu)對檢修票的填報要求，對水電站常規(guī)檢修工作建立統(tǒng)一規(guī)范的檢修票模板庫，確保檢修票票面按照標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語及格式填報。

（3）精準(zhǔn)化部署檢修監(jiān)督網(wǎng)。平臺可實時監(jiān)控設(shè)備的檢修進(jìn)度和狀態(tài)，記錄和反饋檢修過程中的情況，方便及時了解設(shè)備的狀態(tài)和維護情況，便于后續(xù)評估和改進(jìn)檢修安排。

（4）統(tǒng)一化整合檢修數(shù)據(jù)庫。平臺可對檢修過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化統(tǒng)計和分析，例如年度檢修進(jìn)度、機組歷史檢修臺賬、對比各水電站檢修、分析相關(guān)圖表和報告、建立歲修期典型案例庫等，推動水電站檢修工作的持續(xù)優(yōu)化。

（5）創(chuàng)新化推行檢修預(yù)測表。平臺可實時獲取設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，建立設(shè)備健康狀態(tài)評估模型，預(yù)測設(shè)備未來的故障趨勢并進(jìn)行風(fēng)險提示?；陬A(yù)測結(jié)果，提前制定維護計劃，實施預(yù)測性維護，開展機組狀態(tài)檢修，減少突發(fā)故障的發(fā)生，提高設(shè)備的可靠性。

通過建立檢修管理平臺，實現(xiàn)檢修計劃的智能化、資源的統(tǒng)一管理和調(diào)配、檢修進(jìn)度的實時跟蹤記錄以及數(shù)據(jù)的自動化統(tǒng)計分析等功能，推行狀態(tài)檢修，提高水電站的檢修效率和管理水平，助力設(shè)備的高效運行。

3.3 與電網(wǎng)電廠建立全方位溝通機制

為提升檢修管理的專業(yè)性和標(biāo)準(zhǔn)化水平，各電網(wǎng)、集控中心、電廠間需加強信息交流，完善溝通協(xié)調(diào)機制，提前掌握各級調(diào)度檢修窗口期，結(jié)合電廠設(shè)備動態(tài)評估情況，匯總各電站檢修需求后，在滿足電網(wǎng)運行安全、水電站生態(tài)調(diào)度要求、航運安全及水電站運行安全的前提下，與各水電站進(jìn)行深入探討，共同制定年度檢修計劃，確保檢修安排的科學(xué)性和可行性。通過加強信息交流、精準(zhǔn)分析檢修需求、協(xié)同制定檢修計劃和及時總結(jié)經(jīng)驗等舉措，提高檢修管理的專業(yè)水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度，確保梯級水電站檢修工作的順利推進(jìn)，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供有力保障。

3.4加強檢修監(jiān)督及風(fēng)險把控

面對檢修計劃制定預(yù)估周期長、剛性執(zhí)行要求高的挑戰(zhàn)，在制定檢修計劃時，需結(jié)合歷史檢修經(jīng)驗，充分考慮各種復(fù)雜情況可能引發(fā)的風(fēng)險，進(jìn)行全面細(xì)致的風(fēng)險評估和管理，提前采取措施。同時，對檢修計劃執(zhí)行建立全面的監(jiān)督機制，實時監(jiān)測和評估檢修計劃的執(zhí)行情況。此外，建議各級電網(wǎng)建立常態(tài)化的信息共享機制，將系統(tǒng)內(nèi)可預(yù)見的檢修約束提前公開共享，共同辨識潛在風(fēng)險點，并制定有效的緊急預(yù)案，確保檢修工作安全順利進(jìn)行。

3.5積極應(yīng)對電力市場背景下的檢修管理

隨著電力市場改革的深入，電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)對檢修計劃“剛性執(zhí)行”要求日益嚴(yán)格，因此，必須進(jìn)一步增強檢修安排的計劃性和合理性。應(yīng)持續(xù)關(guān)注梯級水電站參與電力市場進(jìn)度，加強對電力市場及輔助服務(wù)相關(guān)政策規(guī)定的學(xué)習(xí)研究，跟蹤新能源投產(chǎn)后電力潮流變化情況，總結(jié)歸納外送系統(tǒng)線路檢修限制約束規(guī)律，為檢修計劃安排提供科學(xué)合理的決策支持。

4結(jié)束語

在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與清潔能源發(fā)展的時代背景下，多級調(diào)度機構(gòu)管理下的梯級水電站檢修管理不僅是一項技術(shù)性的挑戰(zhàn)，更是對能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深刻響應(yīng)。本文對當(dāng)前梯級水電站管理模式進(jìn)行了深入分析，提出了構(gòu)建統(tǒng)一高效的檢修管理平臺、優(yōu)化跨區(qū)域檢修計劃、強化風(fēng)險識別、建立技術(shù)監(jiān)督機制等一系列建議，以期助力梯級水電站檢修管理突破傳統(tǒng)模式的局限，實現(xiàn)智能化、精細(xì)化的管理升級，為保障能源安全、促進(jìn)清潔能源的廣泛利用和推動經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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Discussion on Maintenance Optimization Measures for Cascade Hydropower Stations under Multi-level Scheduling Institution Management Model

WUXingye，RENYanyan，RANHongwei，LIUXiaokun，YANGDi（China YangtzePowerCo.，Ltd.，Wuhan 430014，China）

Abstract：Toexplore the applicationof multi-level scheduling institution management model in themaintenance management of cascade hydropower stations，this study introduces the concepts and characteristics of multilevel scheduling institution management model，and describes theactual situation of maintenance management. In response to problems such as the differences in scheduling requirements among Various levels of scheduling institutions，challenges in maintenance coordination，and strict requirements for rigid implementation，suggestions are proposed including standardizing maintenance management regulations，establishing a basin-level maintenance management platform，developing comprehensive communication mechanisms with power grids and power plants， and strengthening maintenance supervisionand risk control.This research aims to improve the eficiencyand quality of maintenance management for cascade hydropower stations，and to provide robust support for the safe，stable operation and long-term sustainable development of cascade hydropower stations.

Key words：multi-level scheduling；cascade hydropower station；maintenance management；intelligent maintenance system