寧衛(wèi)東

（青海大唐國(guó)際直崗拉卡水電開(kāi)發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

徑流式水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

寧衛(wèi)東

（青海大唐國(guó)際直崗拉卡水電開(kāi)發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：徑流式水電站是電站庫(kù)容很小，不能起到有效的調(diào)節(jié)作用，不能對(duì)天然徑流水流過(guò)程做任何人為改變，發(fā)電量?jī)H依來(lái)水決定，又稱(chēng)無(wú)調(diào)節(jié)能力水電站。這種水電站按照河道多年平均天然來(lái)水量及所可能獲得的水頭進(jìn)行裝機(jī)容量選擇，需要由有調(diào)節(jié)能力的大型水電站或者電力系統(tǒng)補(bǔ)償調(diào)節(jié)。本文以直崗拉卡水電站為例，介紹如何提高徑流式水電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：徑流式；水電站；經(jīng)濟(jì)；運(yùn)行；分析

1前言

直崗拉卡水電站位于青海省尖扎縣的黃河干流上，上距李家峽水電站7km，是黃河上游梯級(jí)開(kāi)發(fā)的中型水電站之一，直崗拉卡水電站主要任務(wù)是發(fā)電。水庫(kù)正常蓄水位EL2050m，洪水位及校核洪水位也是EL2050m，最低運(yùn)行水位EL2048.5m，總庫(kù)容1540萬(wàn)m3，可調(diào)庫(kù)容154萬(wàn)m3，電站額定水頭12.5m，總裝機(jī)容量190MW，安裝5臺(tái)單機(jī)容量為38MW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)流量337.3m3/s,設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量7.62億kW·h，年利用小時(shí)數(shù)4010h。

2準(zhǔn)確采集入庫(kù)流量信息

徑流式水電站的庫(kù)區(qū)水位受來(lái)水量影響很大，水位調(diào)整范圍很小，機(jī)組主要靠大流量發(fā)電。由于徑流式水電站的水庫(kù)庫(kù)容很小，發(fā)電量在很大程度上由河的上游入庫(kù)來(lái)水量決定。

如果上游屬于自然河流，那么徑流式電站的入庫(kù)流量，隨著季節(jié)或雨季的變化而變化，對(duì)于電站負(fù)荷調(diào)節(jié)周期比較寬裕，調(diào)節(jié)不算緊迫，有充足的調(diào)節(jié)時(shí)間完成水庫(kù)調(diào)度調(diào)節(jié)工作。

如果電站上游存在大型水電站，并且在電力系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰或調(diào)頻任務(wù)，擔(dān)任調(diào)頻任務(wù)時(shí)對(duì)下游徑流式電站的機(jī)組運(yùn)行方式與水庫(kù)調(diào)度造成很大的壓力，李家峽電站屬于西北電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻電站，早晚高峰時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)下泄（1500m3/s）情況。

在階梯式電站之間建立水情通報(bào)合同關(guān)系，及時(shí)準(zhǔn)確地采集到或接受到流量變化情況，就能夠重點(diǎn)關(guān)注上游水位變化。

建立準(zhǔn)確的水庫(kù)調(diào)度信息系統(tǒng)至關(guān)重要，隨時(shí)掌握流域的入庫(kù)流量和出庫(kù)流量，及時(shí)或提前改變?nèi)珡S運(yùn)行機(jī)組方式，做到隨時(shí)適應(yīng)入庫(kù)流量的變化。有條件的情況下上下游電站實(shí)現(xiàn)集控聯(lián)調(diào)方式，將會(huì)很大程度上提高下游電站的發(fā)電效率。

3隨時(shí)變更機(jī)組停備方式，提高機(jī)組負(fù)荷率

上游電站擔(dān)任調(diào)峰調(diào)頻，下泄流量忽高忽低不定，如何在最大程度上提高水能利用率？這就要求我們對(duì)電站的設(shè)備特別是機(jī)組的健康狀況提出更高的要求：保證機(jī)組隨時(shí)啟停，最大限度地消除開(kāi)機(jī)停機(jī)不成功幾率，通過(guò)啟停機(jī)組來(lái)保證電站的不定時(shí)入庫(kù)流量順利通過(guò)電站，并能夠保證運(yùn)行機(jī)組在最高效率區(qū)間運(yùn)行，保證選擇到最高效率的機(jī)組首先運(yùn)行，保證導(dǎo)葉漏水量大的機(jī)組運(yùn)行。

例如：

直崗拉卡水電公司根據(jù)確定的目標(biāo)、參數(shù)及指標(biāo)和水庫(kù)、機(jī)組實(shí)際情況，制定相應(yīng)的水庫(kù)調(diào)度規(guī)則。

1）嚴(yán)禁超過(guò)水庫(kù)最高水位（▽2050m）運(yùn)行。

2）除特殊情況外，最低運(yùn)行水位不得低于死水位（▽2049.0m），在入庫(kù)流量很小或幾乎為零的情況下，庫(kù)區(qū)水位應(yīng)保證在▽2050.0m。

3）庫(kù)區(qū)水位應(yīng)保證在正常水位，當(dāng)值值長(zhǎng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備情況合理調(diào)整水位，盡可能保證機(jī)組高水頭運(yùn)行，降低發(fā)電耗水率，提高水能利用率。

結(jié)合制造廠家說(shuō)明和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)組啟停每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真分析，摸清機(jī)組特性，優(yōu)化機(jī)組經(jīng)濟(jì)啟停步驟，確定最佳啟動(dòng)、停機(jī)時(shí)間和操作方法，根據(jù)設(shè)備缺陷情況、機(jī)組效率、系統(tǒng)要求和廠用電可靠性需要等因素，制定機(jī)組開(kāi)停機(jī)優(yōu)先策略。

在同等條件下，單位耗水量小的機(jī)組及漏水量大的機(jī)組應(yīng)先開(kāi)。在同等條件和水頭下，效率高的應(yīng)后停，效率低的應(yīng)先停。單臺(tái)機(jī)組解列后，根據(jù)全廠總負(fù)荷，結(jié)合當(dāng)前水頭情況，及時(shí)合理進(jìn)行其它運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷的最優(yōu)分配，使運(yùn)行的各臺(tái)機(jī)組均在非振動(dòng)區(qū)運(yùn)行，保障全廠并網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組的總效率最高。機(jī)組停機(jī)后，及時(shí)停運(yùn)相關(guān)輔助設(shè)備，對(duì)較多使用輔機(jī)設(shè)備的機(jī)組應(yīng)考慮啟停次數(shù)和順序。

4實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)組出力，保證電站高水頭運(yùn)行

對(duì)水庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，特別是在枯水期應(yīng)當(dāng)盡可能做到使用有限的來(lái)水發(fā)揮最大效益，使發(fā)電量最大化。

直崗拉卡水電公司5F機(jī)組安裝后，過(guò)盈匹配了上游電站的下泄流量，消除了現(xiàn)有電站無(wú)法過(guò)流上游電站的下泄流量缺陷，徹底消除本電站過(guò)機(jī)流量問(wèn)題。

在確定了機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)的情況下，根據(jù)上游水位的變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行機(jī)組的導(dǎo)葉開(kāi)度，做到水位的“瞬間呼應(yīng)”效果。

特別是在上游電站擔(dān)任調(diào)頻任務(wù)時(shí)，依據(jù)電力系統(tǒng)的頻率變化特征，上游電站負(fù)荷調(diào)整很頻繁，只要下游徑流式電站及時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉開(kāi)度，改變本電站的出庫(kù)流量，在規(guī)定范圍內(nèi)控制庫(kù)區(qū)水位。

1）滿足庫(kù)區(qū)水庫(kù)最高安全運(yùn)行水位（▽2050.0m）的情況下，除特殊情況外，最低運(yùn)行水位不得低于（▽2049.0m），在入庫(kù)流量很小或幾乎為零的情況下，減小運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)，減小運(yùn)行機(jī)組出力，保證庫(kù)區(qū)水位在▽2050.0m，盡可能保證機(jī)組高水頭運(yùn)行，降低發(fā)電耗水率，提高水能利用率。

5及時(shí)臨檢消缺，提升設(shè)備健康水平，縮短開(kāi)停機(jī)時(shí)間

為了及時(shí)合理控制庫(kù)區(qū)水位，積極加強(qiáng)與調(diào)度的溝通協(xié)調(diào)，取得隨時(shí)啟停機(jī)組的調(diào)度許可。

隨著機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加，徑流電站機(jī)組臨檢機(jī)會(huì)增多，設(shè)備健康狀況逐步提升，保證設(shè)備一次性啟停成功，最大限度減小機(jī)組空載運(yùn)行時(shí)間，有效提高水能利用率。

綜上所述，徑流式水電站的運(yùn)行，參考以下幾點(diǎn)對(duì)提高電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平有所幫助。

（1）機(jī)組啟停方式優(yōu)化。對(duì)機(jī)組啟停每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真分析，根據(jù)設(shè)備缺陷情況、機(jī)組效率、系統(tǒng)要求和廠用電可靠性需要等因素，確定機(jī)組開(kāi)停機(jī)優(yōu)先策略。

在同等條件下，單位耗水量小的機(jī)組及漏水量大的機(jī)組應(yīng)先開(kāi)。

在同等條件和水頭下，效率高的應(yīng)后停，效率低的應(yīng)先停。

單臺(tái)機(jī)組解列停機(jī)后，根據(jù)全廠總負(fù)荷，結(jié)合當(dāng)前水頭情況，及時(shí)合理進(jìn)行其它運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷的最優(yōu)分配，使運(yùn)行各臺(tái)機(jī)組均在高效區(qū)運(yùn)行，保障全廠并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組的總效率最高。

機(jī)組停機(jī)后，及時(shí)停運(yùn)相關(guān)輔助設(shè)備。

（2）水庫(kù)運(yùn)行優(yōu)化。在確保大壩、水庫(kù)和防汛安全的前提下，充分發(fā)揮水庫(kù)的最大綜合利用效益，確定汛期防洪水位、正常運(yùn)行水位、入庫(kù)流量穩(wěn)定時(shí)需維持的運(yùn)行高水位及正常水位調(diào)整范圍。

（3）機(jī)組運(yùn)行工況優(yōu)化。根據(jù)不同機(jī)組的實(shí)際情況，開(kāi)展各機(jī)組不同工況下的數(shù)據(jù)測(cè)試統(tǒng)計(jì)、分析，優(yōu)化并繪制運(yùn)行特性曲線；測(cè)試協(xié)聯(lián)關(guān)系曲線圖，找出最優(yōu)協(xié)聯(lián)關(guān)系并進(jìn)行調(diào)整；在滿足機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)速度要求的情況下，做到經(jīng)濟(jì)合理分配負(fù)荷。

（4）冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化。機(jī)組冷卻水應(yīng)具備停機(jī)停水、開(kāi)機(jī)供水，減少機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)的水量損失。

（5）機(jī)組備用狀態(tài)優(yōu)化。停備期間，使其經(jīng)常處于良好狀態(tài)，保證機(jī)組隨時(shí)能啟動(dòng)運(yùn)行。

與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)積極協(xié)調(diào)，結(jié)合等微增率原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃原理的負(fù)荷分配方法，使全廠負(fù)荷分配最優(yōu)。

根據(jù)階段性總負(fù)荷計(jì)劃和預(yù)測(cè)，結(jié)合各臺(tái)機(jī)組能耗指標(biāo)情況，合理安排機(jī)組停備，以提高運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷率。

6結(jié)語(yǔ)

按照“以流量定臺(tái)數(shù)，以水位定開(kāi)度”的水位調(diào)控理念，當(dāng)出現(xiàn)來(lái)水量大幅度變動(dòng)時(shí)，在提前預(yù)判來(lái)水量大小的情況下，密切監(jiān)視上游水位的變化和運(yùn)行機(jī)組的實(shí)時(shí)導(dǎo)葉開(kāi)度，并根據(jù)上游水位變化及時(shí)調(diào)整運(yùn)行機(jī)組的導(dǎo)葉開(kāi)度，合理利用庫(kù)區(qū)蓄能，保證上游水位在小范圍內(nèi)變化，保證大壩安全運(yùn)行。

中圖分類(lèi)號(hào)：TV737

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2015）12-0001-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.001

收稿日期：2014-12-12

作者簡(jiǎn)介：寧衛(wèi)東（1962-），男，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，從事水電站管理工作。