李峰

(湖南省水運建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,湖南長沙 410004)

低水頭水電站經(jīng)濟(jì)運行與探討

李峰

(湖南省水運建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,湖南長沙 410004)

隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,越來越多的中小型,低水頭水電站被開發(fā)利用,所占的比例也在逐年增加,因此,對于低水頭水電站如何采取更有效的經(jīng)濟(jì)運行方式,成為這些年來熱門的話題,本文主要就低水頭水電站經(jīng)濟(jì)運行的基本要求,方式,必要因素,探討的方面進(jìn)行綜述。

基本要求 方式 必要因素 探討

作為近年來越來越被重視的低水頭水電站，因其特殊的低水頭無調(diào)節(jié)能力，水庫基本無蓄水能力，更不能承擔(dān)調(diào)洪及電力系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)，造成了這樣的水電站的經(jīng)濟(jì)運行方式可以對水電站的經(jīng)濟(jì)效益起主導(dǎo)地位，故采取更有效的經(jīng)濟(jì)運行方式來保證電站的安全，提高電站的經(jīng)濟(jì)效益。

1 水電站經(jīng)濟(jì)運行基本要求

因其特殊，水電站的運行特點決定了水電站的經(jīng)濟(jì)運行對整個電力系統(tǒng)的運行狀況，所以遵守水電站的運行要求至關(guān)重要。這樣不僅僅可以最大程度上解決能源緊缺問題，同時還可以為實現(xiàn)節(jié)能型社會的目標(biāo)做出一分貢獻(xiàn)。

水電站的運行應(yīng)滿足以下要求：

安全作為第一生產(chǎn)力，是最基本的要求，水電站的安全作為經(jīng)濟(jì)運行的基礎(chǔ)，更應(yīng)該處處以安全為準(zhǔn)則，再次才能談水電站所帶來的經(jīng)濟(jì)效益問題。

一個水電站能否長期保持良好的運行狀態(tài)，常常取決于水電站的專業(yè)技術(shù)水平。良好的專業(yè)技術(shù)水平，加上有效地專業(yè)技術(shù)管理，一旦出現(xiàn)問題時，便能及時有效地給出解決方案。

除此之外，良性循環(huán)的競爭也必不可少。良性循環(huán)的競爭，不僅能使得水電站的專業(yè)人員時時刻刻自主學(xué)習(xí)深造，提高自身文化素質(zhì)，充分發(fā)揮自身的才能，更能推動著整個水電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行的發(fā)展。

2 經(jīng)濟(jì)運行方式

(1)最大程度提高發(fā)電量。在豐水期與枯水期兩個不同的時期，在根據(jù)水電站水庫的來水量以及當(dāng)前的水位的情況，采取針對性的方案。

在豐水期，因其天然來水量比較大，故此無需在開機(jī)臺數(shù)的數(shù)量上有所控制，而是以采取在不超過到房屋及其征地的合理范圍內(nèi)，最大程度上提高上游蓄水水位。

而在枯水期，由于天然來水量相對大幅度減少，所以在機(jī)組上以適當(dāng)減少機(jī)組的出力，盡可能蓄水，調(diào)節(jié)機(jī)組出庫流量與入庫流量之間的平衡，由此使得水位保持在理想的水位。

(2)減少水頭損失和流量損失。無論是豐水期還是枯水期，由于天然來水，往往會挾帶著多種垃圾，尤其是豐水期，由于流量較大時，通常會由于所挾帶的垃圾，將發(fā)電機(jī)前的進(jìn)水口堵塞，造成水頭損失和流量損失，同時還會對水電站的發(fā)電效率造成影響，所以要對天然來水所帶來的垃圾進(jìn)行及時，有計劃的清理，這樣一來，才能合理有效地保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行。

(3)盡可能提高水輪發(fā)電機(jī)組效率及電能輸送效率。由于水輪發(fā)電機(jī)組的效率可根據(jù)機(jī)組運行情況或運行方式的改變而改變，因此要盡可能提高水輪發(fā)電機(jī)組效率，增加發(fā)電量；盡量減少無功功率，提高功率因數(shù)，提高發(fā)電機(jī)效率、降低損耗。

(4)利用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)原理對運行機(jī)組的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，建立數(shù)學(xué)模型，對電站各臺機(jī)組的運行記錄進(jìn)行統(tǒng)計，確定每臺機(jī)組在不同水頭及不同負(fù)荷下的平均實際耗水率和最小耗水率等，然后建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析計算，確定經(jīng)濟(jì)運行方式，實現(xiàn)水電站的經(jīng)濟(jì)運行。

(5)利用和把握氣象信息及水文資料，收集整理相關(guān)水文數(shù)據(jù)，及時做好水文特性曲線，不斷更新，時刻掌握真實情況；同時加強水庫情況的勘查工作，加強水位的控制，合理安排工作，提高工作效率，還要根據(jù)水情控制水庫的蓄水位，降低消耗，保持高效運行。

(6)因為低水頭電站的特殊情況，所以其水庫庫容小，不可能將多余的水量進(jìn)行調(diào)蓄，這就要求電站所有機(jī)組在豐水期處于完好狀態(tài)，只有這樣，才能最大限度提高電站的發(fā)電量。與此同時，提高電站員工的技術(shù)水平以及電站的管理水平，保證機(jī)組各設(shè)備的完好率，才能保證電站機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行。

3 水電站經(jīng)濟(jì)運行的必要因素

由于水電站本身的運行對發(fā)電機(jī)組的依賴性，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的正常運行與否，無時無刻不影響著水電站的經(jīng)濟(jì)運行，所以水電站經(jīng)濟(jì)運行的必要因素主要針對發(fā)電機(jī)組的各個項目而言。

3.1 水庫調(diào)度

根據(jù)不同類型的水電站采取有針對性的水庫容量探查，并按照電力系統(tǒng)的調(diào)度計劃，水電站水庫的來水量以及水位等諸多因素，從而整理出一系列合理的調(diào)度方案。在對水庫容量較小低水頭水電站的情況下，宜采用貫流式機(jī)組和采取日調(diào)節(jié)的方式。

3.2 機(jī)組情況

作為水電站的核心要素，水輪發(fā)電機(jī)，更是起著承載著整個電力工程發(fā)電主要載體的作用。對于水電站來說，水輪發(fā)電機(jī)的安全運行，再加上機(jī)組各個部分的協(xié)調(diào)作用，不僅僅是用來實現(xiàn)水電站的經(jīng)濟(jì)運行，更會進(jìn)一步提高水電站的發(fā)電效率。

3.3 運行設(shè)備

(1)運行設(shè)備的管理模式。由于設(shè)備使用時間的加長，勢必會出現(xiàn)一些故障或者隱患，所以必須制定相關(guān)設(shè)備的管理制度，爭取在事故發(fā)生之前，將隱患解決，避免事故的發(fā)生，而影響水電站的正常運行。

(2)設(shè)備運行的方式。對設(shè)備進(jìn)行分析了解，進(jìn)行設(shè)備改造，加入智能自動裝置，選用高效多功能的輔助設(shè)備，運用新型材料進(jìn)行設(shè)備改良，從而達(dá)到技術(shù)創(chuàng)新，提高運行設(shè)備的工作效率，從而實現(xiàn)水電站的經(jīng)濟(jì)運行。

4 低水頭水電站常見問題

4.1 上下游溝通

由于小水電站發(fā)展極快，所以常常有一條河流上有幾個甚至多個電站，又由于這些小水電站溝通不夠，造成上游電站下泄多少流量，下游電站無法得知造成不必要的水流量浪費。因此，在水流量變化時，上游水電站應(yīng)積極、及時聯(lián)系下游電站，使得在水流量沒來之前調(diào)整運行方式，增加更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 豐水期清污

在豐水期，雨水過多，因此常常會帶來很多垃圾，如樹根，水草，塑料袋等，導(dǎo)致水電站進(jìn)水口前攔污柵堵塞，造成機(jī)組水頭減少，機(jī)組無法帶滿負(fù)荷，影響機(jī)組出力，同時因為進(jìn)水口堵塞造成水力不平衡引起機(jī)組強烈振動，對機(jī)組的安全運行產(chǎn)生重大威脅，所以清污工作在豐水期尤為重要。

4.3 枯水期檢修

因為枯水期來水量減少，所以在枯水期是對機(jī)組及其各附屬設(shè)備進(jìn)行全面檢修維護(hù)的最佳時期，因此水電站一定要把握好時期，要在枯水期結(jié)束前完成對設(shè)備的全面檢修維護(hù)、預(yù)試等工作。

5 實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行的探討

5.1 確定當(dāng)日的負(fù)荷大小

在水庫流域面積內(nèi)安裝水文測報系統(tǒng)，根據(jù)天氣預(yù)報、上游電站、泄水設(shè)施等引起本站水量的變化、水位變化等相關(guān)水文數(shù)據(jù)，通過對預(yù)報與實測結(jié)果的對比，校正有關(guān)參數(shù)。從而確定當(dāng)日的負(fù)荷大小。

5.2 確定廠內(nèi)各機(jī)組的實際效率,制定開機(jī)方案

在給定的全廠負(fù)荷下，對運行機(jī)組臺數(shù)和組合進(jìn)行最優(yōu)化計算，并按最優(yōu)化原則選擇運行機(jī)組的臺數(shù)，實現(xiàn)運行機(jī)組間負(fù)荷的最優(yōu)分配，使之效率達(dá)到最大化。

5.3 確定不同水頭下合理的開機(jī)方案和負(fù)荷分配方案

在各機(jī)組參與生產(chǎn)的過程中要經(jīng)常調(diào)整負(fù)荷分配，不能使負(fù)荷一層不變的一直帶到底。要根據(jù)水頭的變化適時調(diào)整各機(jī)組的負(fù)荷，以使水輪機(jī)工作在高效率區(qū)。

5.4 不同來水期的優(yōu)化運行原則

豐水期以機(jī)組出力最大為運行調(diào)節(jié)原則。枯水期以高水頭運行，效率最高調(diào)節(jié)機(jī)組出力為原則。

5.5 機(jī)組間的優(yōu)化運行

根據(jù)水電站的日負(fù)荷計劃或即將面臨的負(fù)荷預(yù)測資料，事先進(jìn)行機(jī)組啟、停最優(yōu)化計算，確定改變運行機(jī)組組合的合理性，使機(jī)組的啟、停按最優(yōu)化準(zhǔn)則進(jìn)行。

6 結(jié)語

由于經(jīng)濟(jì)運行在低水頭電站中有著主導(dǎo)地位，所以在低水頭水電站的運行中需采取有效的經(jīng)濟(jì)運行方式，不斷完善技術(shù)管理制度，加強設(shè)備的維護(hù)與檢修，更要在每位員工身上樹立安全生產(chǎn)的基本思想，從而確保水電站的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，提高水電站運行效率。

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