王智君

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

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淺談亭子口水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

王智君

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是充分利用水能資源的一項(xiàng)增產(chǎn)措施，也是減少水能消耗的一項(xiàng)節(jié)能措施，也是在“廠網(wǎng)分開，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的電力系統(tǒng)新體制下水電廠降低其生產(chǎn)成本的重要手段之一。本文主要闡述了水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響因素及其應(yīng)對(duì)措施。

耗水率 節(jié)能 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 亭子口水電廠

1 概述

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，電力用戶對(duì)供電主要提出了可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面的要求。前者要求電力系統(tǒng)以一定數(shù)量和質(zhì)量的電能對(duì)用戶不間斷地、安全可靠地供電，即滿足一定時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷要求；后者要求系統(tǒng)對(duì)用戶的供電應(yīng)盡可能經(jīng)濟(jì)、便宜。要做到安全可靠地供電，可以通過提高設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)行維護(hù)水平實(shí)現(xiàn)；而要做到經(jīng)濟(jì)供電，就要努力降低電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本，重點(diǎn)就是降低發(fā)電成本。即降低火電廠的燃料消耗和水電廠的耗水率，節(jié)能增發(fā)。要降低水電廠的發(fā)電耗水，充分利用有限的水量多發(fā)電，就要對(duì)水電廠的機(jī)組運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)減少廠用消耗，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2 水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響因素及應(yīng)對(duì)措施

水電廠廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，研究的是水電廠的出力、流量和水頭平衡；機(jī)組動(dòng)力特性和動(dòng)力指標(biāo)；機(jī)組間負(fù)荷的合理分配方法；最優(yōu)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組數(shù)和機(jī)組的起動(dòng)、停機(jī)計(jì)劃；機(jī)組的合理調(diào)節(jié)程序和電力生產(chǎn)的質(zhì)量控制及用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)時(shí)控制等。

2.1 優(yōu)化電量生產(chǎn)計(jì)劃

根據(jù)嘉陵江年來水情況，亭子口水庫每年6月～10月為汛期，11月、5月為平水期，12月至次年4月為枯水期。為充分發(fā)揮電站經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)管理部門積極加強(qiáng)與水調(diào)和電調(diào)的溝通，根據(jù)嘉陵江水情和電網(wǎng)負(fù)荷要求，合理制定年度生產(chǎn)計(jì)劃，并根據(jù)實(shí)際來水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

2.1.1 合理制定年度計(jì)劃

主要是分析來水流量。如當(dāng)預(yù)報(bào)上游出現(xiàn)一個(gè)較大流量、而實(shí)際來水量小于預(yù)報(bào)流量時(shí)，按預(yù)報(bào)來水量安排運(yùn)行方式，可能造成水位下降很快，甚至不能保證機(jī)組的連續(xù)出力，使發(fā)電受到影響。相反，如果預(yù)報(bào)來水量小而實(shí)際來水量大時(shí)，可能造成水位上升很快，甚至提閘放水而造成大量棄水。因此，為了充分合理地利用來水流量，并考慮防洪、調(diào)水、灌溉、發(fā)電之間的協(xié)調(diào)，盡可能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)水情預(yù)報(bào)系統(tǒng)，對(duì)上游下泄流量、負(fù)荷情況、實(shí)際水位等因素進(jìn)行綜合分析，對(duì)有限的可調(diào)庫容實(shí)行動(dòng)態(tài)調(diào)度。根據(jù)水庫中期來水預(yù)報(bào)和發(fā)電設(shè)備情況，科學(xué)制定階段電量計(jì)劃；通過加強(qiáng)與水調(diào)、電調(diào)的聯(lián)系，積極解決好外部影響因素，并努力結(jié)合電站自身實(shí)際，做到全年不棄水而使水庫來水全部通過機(jī)組發(fā)電泄流，最大限度利用橄欖河水資源，為企業(yè)創(chuàng)造良好的發(fā)電效益。

2.1.2 優(yōu)化階段電量計(jì)劃

(1)枯水期。12月至次年4月，入庫逐漸減小，為保證下游用水和不斷流，需保證平均出庫流量不少于100m3/s，電站只調(diào)峰。庫水位降至438m左右運(yùn)行，為汛期到來騰空水庫；

(2)平水期。汛期后入庫逐漸減小，水庫限制水位保持458m運(yùn)行，電站以調(diào)峰為主，發(fā)電為輔；

(3)汛期。6月～10月入庫量逐漸增加，這段時(shí)間內(nèi)注重加大發(fā)電量的同時(shí)，在汛期末逐漸存蓄水量抬高庫水位(從447m蓄至458m)，以增加機(jī)組出力，降低耗水率。

2.2 優(yōu)化廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

2.2.1 優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式，降低生產(chǎn)成本

由于機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)、擺度超標(biāo)等問題，電站委托有關(guān)單位就機(jī)組在不同水頭不同負(fù)荷情況下進(jìn)行真機(jī)綜合測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，負(fù)荷在0～6MW范圍內(nèi)為小開度區(qū)域，機(jī)組各主要部位振動(dòng)基本滿足要求，但機(jī)組效率低；6MW～200MW為振動(dòng)區(qū)，200MW機(jī)組大負(fù)荷為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。根據(jù)科學(xué)測(cè)試和運(yùn)行實(shí)踐，繪制機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)區(qū)域線，據(jù)此制定“電站優(yōu)化運(yùn)行方式和限制機(jī)組最低出力線”方案。本著開機(jī)就多帶負(fù)荷，避過振動(dòng)區(qū)的原則，盡可能采取停機(jī)備用，控制旋轉(zhuǎn)備用，爭(zhēng)取合理負(fù)荷以避開機(jī)組在振動(dòng)區(qū)運(yùn)行，盡量減少在小開度區(qū)域運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)機(jī)組大修周期和使用壽命，降低生產(chǎn)成本。由于機(jī)組還參與電網(wǎng)調(diào)峰，需經(jīng)常偏離設(shè)計(jì)工況而加劇振動(dòng)，對(duì)機(jī)組各部零件破壞加大。根據(jù)電網(wǎng)機(jī)組要求，必須在小開度區(qū)域運(yùn)行時(shí)，由運(yùn)行人員合理分配機(jī)組之間的負(fù)荷，盡量只讓一臺(tái)機(jī)組帶低負(fù)荷在小開度區(qū)域運(yùn)行，而讓其他機(jī)組在振動(dòng)區(qū)域外參與調(diào)節(jié)。

2.2.2 加強(qiáng)技術(shù)改造研究，提高自動(dòng)化運(yùn)行水平

投運(yùn)初期電站設(shè)備存在較多問題，運(yùn)行狀況根本不能達(dá)到要求。如二次接線存在一些錯(cuò)誤，自動(dòng)化元件運(yùn)行不穩(wěn)定，自動(dòng)裝置有時(shí)不能自動(dòng)化等。針對(duì)以上狀況，為確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行，重點(diǎn)加強(qiáng)技術(shù)改造研究，逐步加大技術(shù)改造力度，提高設(shè)備自動(dòng)化水平，每年定期進(jìn)行設(shè)備檢修，及時(shí)完成設(shè)備消缺。兩年來，陸續(xù)改造了機(jī)組快速門控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)等項(xiàng)目。經(jīng)過定檢、消缺和改造，設(shè)備安全性、穩(wěn)定性、可靠性以及生產(chǎn)自動(dòng)化程度都顯著提高，大大提高了電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2.3 優(yōu)化水庫調(diào)度方式，降低發(fā)電耗水率

提高水電廠的發(fā)電效益，降低水電廠的發(fā)電耗水，充分利用有限的水量多發(fā)電，需要對(duì)水電廠的機(jī)組運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。水電廠水輪發(fā)電機(jī)組的出力公式為：

Pi=9.81ηiQiH×10-3

式中：Pi——機(jī)組i發(fā)電的有功功率(kW)； Qi——機(jī)組i單位時(shí)間內(nèi)的耗水量(m3/s)； H——水庫的水頭(m)； ηi——機(jī)組i的運(yùn)行效率。

可以看出，水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析的目的，就是在電廠保持一定出力的前提下，使機(jī)組總的耗水量為最小。要實(shí)現(xiàn)這一目的，措施有：(1)提高水電廠水庫的水頭H；(2)使機(jī)組運(yùn)行在高效率的區(qū)域。因此，要實(shí)現(xiàn)水電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，要求做好以下兩方面：

2.3.1 扎實(shí)基礎(chǔ)，加強(qiáng)管理

復(fù)核修正水文特性曲線。注重水文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)，分析比對(duì)上年水庫運(yùn)行資料，不斷修正機(jī)組水頭～綜合出力關(guān)系曲線，入庫流量～綜合出力關(guān)系曲線等，使曲線更能反映水庫真實(shí)運(yùn)行工況。

制定和出臺(tái)水庫優(yōu)化調(diào)度有關(guān)管理制度。制定豐水期、枯水期、平水期的水庫調(diào)度預(yù)案，水庫水位控制相關(guān)規(guī)定，通過制度強(qiáng)化加強(qiáng)水庫調(diào)度管理。

2.3.2 加強(qiáng)溝通，靈活調(diào)度

加強(qiáng)與上游電廠溝通。水文人員及時(shí)獲取實(shí)時(shí)水情，包括上游電廠上下游水位、機(jī)組出力、進(jìn)出庫流量、閘門運(yùn)行情況等。

加強(qiáng)與省調(diào)溝通。運(yùn)行人員根據(jù)實(shí)際水情及時(shí)與省調(diào)聯(lián)系溝通，合理安排機(jī)組運(yùn)行方式，減少機(jī)組空載和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段，靈活主動(dòng)地調(diào)整機(jī)組負(fù)荷曲線，充分利用水庫庫容和水頭多發(fā)電。

合理控制水位，提高機(jī)組效率。根據(jù)水情盡量提高機(jī)組運(yùn)行水頭，降低發(fā)電耗水率，保持機(jī)組高效運(yùn)行。

靈活調(diào)度，節(jié)能降耗。根據(jù)不同機(jī)組的特性及調(diào)度負(fù)荷要求，制定機(jī)組運(yùn)行方式規(guī)定。優(yōu)先運(yùn)行水能利用率高的機(jī)組，優(yōu)化運(yùn)行機(jī)組組合，降低輔機(jī)用電和主變損耗。

2.4 設(shè)備管理運(yùn)行優(yōu)化

對(duì)于電網(wǎng)而言，水電與火電最大區(qū)別是：水電機(jī)組的啟動(dòng)速度非?？?，10分鐘內(nèi)能從備用狀態(tài)到帶滿負(fù)荷運(yùn)行。這就要求水電機(jī)組及其輔助設(shè)備具有較高可靠性。設(shè)備的可靠高效運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保障。

設(shè)備從正常到出現(xiàn)事故隱患是一個(gè)漸變的過程，這些漸變的過程都是有特征的，如漏氣(油)、外形變化、振動(dòng)、有異響等，假如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，事故可能發(fā)生。為了對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)可靠的預(yù)防診斷，需要借助先進(jìn)的儀器設(shè)備，如熱成像儀、主變氣體狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)儀，每臺(tái)機(jī)組的在線振動(dòng)擺度監(jiān)視系統(tǒng)等。加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的“狀態(tài)檢測(cè)”，科學(xué)管理，建立完善的設(shè)備檔案，及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的狀態(tài)變化進(jìn)行分析總結(jié)。

實(shí)行專人負(fù)責(zé)，責(zé)任到人，做到所有設(shè)備都要有人管。加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理，特別是重要設(shè)備的管理，就需要打破設(shè)備管理人員的單一化，形成一個(gè)設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)，從完善設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)和管理制度入手，逐步明確相應(yīng)管理職責(zé)，實(shí)行問責(zé)制。

隨著電廠“少人值守”的實(shí)行，對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員的要求也進(jìn)一步提高，不局限于單一專業(yè)面，因而就要打破以前設(shè)備分專業(yè)區(qū)域化管理的模式。對(duì)全廠設(shè)備實(shí)行統(tǒng)一管理，對(duì)設(shè)備以巡檢周期、危險(xiǎn)程度、安全系數(shù)等為依據(jù)，評(píng)價(jià)出相應(yīng)的監(jiān)控等級(jí)，實(shí)行定期計(jì)劃?rùn)z修和精心維護(hù)，定時(shí)、定點(diǎn)、定人管理；建立更加詳盡的設(shè)備臺(tái)賬，對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、易損部位及零部件更換等記錄在冊(cè)，作為設(shè)備檢修的依據(jù)。除此之外，還需將備品備件分類管理，按需入庫，區(qū)分易損備品和耐用備品，嚴(yán)格執(zhí)行備品備件儲(chǔ)藏條件，保證其利用率。

3 結(jié)語

水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不僅對(duì)提高企業(yè)的管理水平和技術(shù)實(shí)力、增加發(fā)電效益、確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，還體現(xiàn)了充分利用清潔能源、節(jié)能減排的企業(yè)社會(huì)責(zé)任。亭子口電廠將繼續(xù)集思廣益，不斷探索創(chuàng)新，提升水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，力爭(zhēng)發(fā)好電、多發(fā)電，發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

〔1〕張勇傳．水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原理．北京：中國(guó)水利電力出版社，1998.

〔2〕鄢建華，張俊華．中小型水電站的優(yōu)化運(yùn)行和管理．北京：中國(guó)水利電力出版社，1985.

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2095-1809(2015)06-0071-03

王智君(1986-)，男，內(nèi)蒙古人，本科，電氣助理工程師，亭子口電廠運(yùn)行值長(zhǎng)。