郭磊,趙英

(湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司梯調(diào)中心,湖北宜昌443000)

0 引言

河流的梯級開發(fā)不僅充分利用了水能資源，而且還大大提高了河流的航行保障能力。世界各國的水資源開發(fā)實踐證明，對河流進行梯級開發(fā)，是最合理、最科學(xué)的開發(fā)利用方式。我國經(jīng)過改革開放20多年來水電開發(fā)的實踐和摸索，水電開發(fā)的機制逐步成熟，尤其是在烏江、清江、雅礱江等流域?qū)嵤傲饔?、梯級、滾動、綜合”開發(fā)機制，依據(jù)各梯級電站的自身特點、地理位置、調(diào)節(jié)性能、裝機規(guī)模、上下游關(guān)系及電力需求分析等因素，結(jié)合所在電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，統(tǒng)一規(guī)劃，有序建設(shè)，推動了流域的統(tǒng)一有序開發(fā)和流域梯級統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)了調(diào)節(jié)效益和流域效益的最大化，促進了水電的開發(fā)。

橫貫鄂西南的清江是湖北省最大的內(nèi)河，也是長江出三峽后的一條較大支流，全長423km，落差1430m。21年間，湖北省清江水電開發(fā)公司經(jīng)過不懈努力，實現(xiàn)了清江流域梯級水電開發(fā)建設(shè)目標(biāo)，分別建設(shè)了水布埡、隔河巖、高壩洲三個水電站，裝機總?cè)萘窟_(dá)332萬kW，2008年3座梯級電站全部投產(chǎn)發(fā)電。

湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司梯調(diào)管理中心正是為了適應(yīng)國家電力體制改革和電力市場化的要求，實現(xiàn)流域梯級水電廠優(yōu)化經(jīng)濟調(diào)度，開拓優(yōu)質(zhì)電力電量市場，追求梯級電站發(fā)電效益最大化，而逐步建設(shè)和發(fā)展起來的。

1 生產(chǎn)管理調(diào)度模式

梯調(diào)中心對清江梯級電站的水庫調(diào)度、發(fā)電調(diào)度實行流域性的統(tǒng)一調(diào)度和管理。

梯調(diào)中心統(tǒng)一對清江流域水文站網(wǎng)進行規(guī)劃、建設(shè)和管理維護，全流域近70個雨量站、水位站的實時數(shù)據(jù)以及上游中、小水庫的情況匯集到梯調(diào)，梯調(diào)全面掌握全流域水、雨情況，統(tǒng)一對梯級電站實行防洪調(diào)度，與上級防汛主管部門聯(lián)系、協(xié)調(diào)，組織編制梯級電站年度度汛方案，報上級防汛主管部門審批，并組織實施和執(zhí)行經(jīng)批準(zhǔn)的防、度汛方案；統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)、管理防汛設(shè)施及技術(shù)支撐系統(tǒng)；統(tǒng)一對梯級電站實行經(jīng)濟優(yōu)化的調(diào)度。

梯調(diào)中心對梯級電站實現(xiàn)集中控制運行。一般情況下，梯調(diào)中心直接接受電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度指揮和業(yè)務(wù)管理，梯調(diào)中心對三座梯級電站所有發(fā)電機組進行遠(yuǎn)方開停機操作，并進行遠(yuǎn)方監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)；事故情況下，電網(wǎng)直接向電廠下發(fā)操作指令，電廠進行現(xiàn)地開停機操作。梯調(diào)中心與電廠工作職責(zé)明晰，安全責(zé)任清楚。

此外，梯調(diào)中心還負(fù)責(zé)根據(jù)流域中長期預(yù)報編制梯級電站年、月發(fā)電計劃；根據(jù)電網(wǎng)的整體需求，在綜合考慮梯級電站水位、電價、設(shè)備等相關(guān)因素的情況下，制定合理的短期運行方式；統(tǒng)一對梯級電站的設(shè)備檢修進行申報、跟蹤協(xié)調(diào)，根據(jù)設(shè)備的健康狀況和相關(guān)規(guī)程規(guī)范向電網(wǎng)申報年度檢修計劃，綜合考慮設(shè)備健康、來水、發(fā)電計劃、電網(wǎng)需求及檢修人力配備等因素對月度計劃進行實時調(diào)整；統(tǒng)一建設(shè)、管理電能量計費系統(tǒng)；統(tǒng)一編制和上報清江電力生產(chǎn)報表。

2 梯調(diào)中心建設(shè)

根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度的實際需要，梯調(diào)中心建立了三個中心，即水調(diào)中心、電調(diào)中心、營銷中心。水調(diào)中心主要負(fù)責(zé)清江流域水文氣象資料的收集、管理、服務(wù)、防洪、水利調(diào)度，處理清江水電站工程防汛指揮部委托的日常防汛事務(wù)等流域水情工作，確保工程建筑安全度汛。電調(diào)中心主要負(fù)責(zé)流域梯級電站機組的實時控制、監(jiān)視和出力調(diào)整，實時運行方式調(diào)整，安全自動保護裝置的調(diào)度及管理工作，設(shè)備安全和可靠性管理及其統(tǒng)計報表的歸口上報。營銷中心主要負(fù)責(zé)梯級電站長中短期發(fā)電調(diào)度、運行方式及機組檢修計劃的編制、上報、跟蹤、反饋、調(diào)整，電力生產(chǎn)報表的歸口統(tǒng)計、上報，電力生產(chǎn)營銷等。

梯調(diào)中心建立了完善的自動化系統(tǒng)，確保對流域電站的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視功能。為確保上述功能的實現(xiàn)，必須建立完備的網(wǎng)絡(luò)，清江已經(jīng)建設(shè)完成連接宜昌城區(qū)、高壩洲、隔河巖和水布埡的光纜線路，用于為語音、數(shù)據(jù)、視頻信息提供傳輸通道，使各區(qū)域本地網(wǎng)聯(lián)成一個整網(wǎng)。

為配合遠(yuǎn)方集控，目前梯調(diào)中心已建成了梯調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，梯調(diào)水情測報系統(tǒng)，清江梯級水電廠監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，梯調(diào)與華中電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)連接系統(tǒng)，清江電力通信系統(tǒng)，水情自動測報與處理系統(tǒng)，電能量采集計量計費及報表系統(tǒng)，電力生產(chǎn)綜合信息Web發(fā)布、實時調(diào)度分析決策管理等技術(shù)支撐系統(tǒng)以及相關(guān)的作業(yè)系統(tǒng)，已將清江梯調(diào)建設(shè)成流域電站的生產(chǎn)運行指揮中心(見圖1)。

圖1 實時生產(chǎn)信息

以精確的水情測報系統(tǒng)為例，2008年7月以后，流域出現(xiàn)連續(xù)強降水過程，梯級水庫水位迅速抬高，水布埡最大洪峰流量6900m3/s，隔河巖最大洪峰流量3460m3/s，洪峰流量的預(yù)報精度使得梯級電站保持了在較高水位的安全運行，水頭效益得到充分發(fā)揮。水布埡洪峰流量預(yù)報精度平均達(dá)到94.5%，隔河巖達(dá)到95.3%(具體的預(yù)報實況見表1和表2)。

目前，清江梯調(diào)中心已全面實現(xiàn)水電聯(lián)合調(diào)度，分析前期發(fā)電情況，結(jié)合當(dāng)前的信息，制定合理的后期發(fā)電計劃，盡量減少不合格電量，真正做到每一方水的發(fā)電效益最大化。

3 統(tǒng)一調(diào)度和集中控制成效顯著

3.1 提高水資源利用率及防洪能力

清江是一條山溪性的河流，洪水在全年來水中占有很大的比重，梯級電站客觀存在著水文補償和電價的差異，我們實行聯(lián)合調(diào)度，將三級電站進行“捆綁經(jīng)營”，提高了水資源的綜合利用能力，從而提高了梯級電站的整體盈利能力。

清江梯級電站的防汛任務(wù)是在確保梯級水利樞紐大壩防洪安全的前提下，全面考慮清江和荊江河段的防洪要求進行防洪調(diào)度。水布埡和隔河巖水庫分別預(yù)留了5億m3防洪庫容，通過梯級聯(lián)合調(diào)度可以使梯級水庫分級攔蓄洪水，統(tǒng)一調(diào)洪，平衡承擔(dān)洪峰的壓力，提高梯級樞紐工程自身防御洪水的能力和為長江錯峰的能力，使防洪效益進一步得到發(fā)揮。在整個防汛調(diào)度過程中，汛前采用提前騰庫迎汛的調(diào)度策略，加大發(fā)電量，將各庫水位控制在較低水平，為后期防汛工作贏得了主動，有效降低防洪壓力，同時又降低了電站棄水的風(fēng)險；汛期通過準(zhǔn)確的水情預(yù)報、梯級電站發(fā)電約束以及電網(wǎng)吸納負(fù)荷水平，合理配置水布埡和隔河巖的可用庫容，使流域安全度汛;秋季適當(dāng)降低庫水位運行，平穩(wěn)度過秋汛。

2008年，清江流域延續(xù)了近來降水偏多的態(tài)勢，年來水量比前一年多約2成。清江公司在省防指的正確指揮和電網(wǎng)公司的配合下，合理運用水布埡、隔河巖的調(diào)節(jié)庫容和水布埡新上的產(chǎn)能，積極開展清江梯級水庫優(yōu)化調(diào)度工作，不僅確保了流域安全度汛、實現(xiàn)了水布埡全廠投產(chǎn)發(fā)電的目標(biāo)，而且梯級電站也創(chuàng)下可觀的發(fā)電效益，流域年發(fā)電量達(dá)90.89億kw·h，其中水布埡44.68億kw·h，隔河巖34.80億kw·h，高壩洲11.41億kw·h，均創(chuàng)歷史最高。

3.2 提高整體調(diào)峰能力，降低水庫棄水風(fēng)險

清江隔河巖電站是華中電網(wǎng)的主調(diào)峰調(diào)頻廠，清江梯級電站在華中電網(wǎng)、湖北電網(wǎng)承擔(dān)著重要的調(diào)峰任務(wù),實行集中控制運行，充分發(fā)揮梯級水庫的調(diào)節(jié)性能，努力提高設(shè)備的健康水平，最大限度地在電網(wǎng)中發(fā)揮輔助作用，為電網(wǎng)安全作出了貢獻，鞏固和發(fā)展了清江梯級電站在電網(wǎng)的作用和地位。

通過對天氣趨勢、長系列的水文資料等相關(guān)條件的分析，根據(jù)梯級水庫的調(diào)蓄能力，及早預(yù)留庫容，大大降低了棄水風(fēng)險，近幾年特別是水布埡水庫蓄水后，因為調(diào)度因素產(chǎn)生的棄水大幅降低。

2008年7 月上、下旬，清江流域先后有兩次強降水過程，流域月降水量居歷史第二位，清江流量陡漲，水布埡及隔河巖水庫水位均超過汛限水位。面對汛情，梯調(diào)中心與華中電網(wǎng)公司調(diào)度部門聯(lián)合應(yīng)戰(zhàn)、準(zhǔn)確預(yù)計、科學(xué)安排、精細(xì)調(diào)度。在7月上旬強降水來臨前，水布埡水庫通過發(fā)電逐步消落水位；在7月上旬第一次強降水出現(xiàn)后，清江梯級電站均處于調(diào)峰蓄水運行方式，水布埡電廠3臺46萬kW機組高峰全開，低谷全停，梯級電站共為電網(wǎng)提供200萬kW調(diào)峰出力；7月下旬，預(yù)計又一次強降水來臨可能導(dǎo)致水布埡水庫水位超過汛限水位，于是在水布埡水位起漲前提前加大清江梯級發(fā)電方式，同時預(yù)計本次降水過后清江主汛期即將結(jié)束，動態(tài)控制清江梯級水庫汛限水位。降水過后，水布埡、隔河巖水庫均超過汛末蓄水目標(biāo)，且未發(fā)生棄水，為電網(wǎng)迎峰度夏、奧運保電打下堅實基礎(chǔ)。

3.3 優(yōu)化電量結(jié)構(gòu)、減少小出力運行

梯調(diào)中心的集中監(jiān)視和調(diào)度，能夠在制定運行方式建議時，避開機組小出力方式；在實時監(jiān)控的過程中，及時發(fā)現(xiàn)機組的負(fù)載情況，經(jīng)過與電網(wǎng)調(diào)度協(xié)調(diào)，減少機組出力，減少減棄電量，控制好電量結(jié)構(gòu)；調(diào)整AGC分配策略，減少振動區(qū)的不合理穿越，這樣對延長機組壽命，降低發(fā)電水耗，作用十分明顯。

3.4 合理選擇設(shè)備檢修時機

宏觀掌握梯級電站的設(shè)備健康狀況，避開發(fā)電高峰，合理安排機組檢修時機，做到水庫運行、發(fā)電調(diào)度和檢修計劃的統(tǒng)一，既完成了年度檢修任務(wù),提高了設(shè)備健康水平，又滿足了發(fā)電要求。

4 結(jié)束語

堅持“流域、梯級、滾動、綜合”的開發(fā)方針，既可有效防止開發(fā)過程中的無序和重復(fù)，又有利于實現(xiàn)梯級優(yōu)先開發(fā)；有利于統(tǒng)籌考慮接入系統(tǒng)和外送規(guī)劃、移民遷建、環(huán)境保護，整體促進或帶動區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整；有利于節(jié)約投資，加強管理，加快開發(fā)進度和有序控制；有利于發(fā)揮梯級水電站的綜合效益，有效解決梯級水資源調(diào)配、補償問題。

流域內(nèi)各梯級電站構(gòu)成該流域的梯級電站系統(tǒng)。流域電站系統(tǒng)通過內(nèi)部各組成要素的協(xié)調(diào)、協(xié)同與整合內(nèi)外部資源，不僅優(yōu)化調(diào)度水力資源，還使各電站的人力、資金、設(shè)備等資源實現(xiàn)共享，使協(xié)同和整合后的資源達(dá)到“1+1＞2”的效果，從而提高整體經(jīng)濟與社會效益。