于文革,郭晨旭

(1.中國(guó)華電集團(tuán)公司,北京100013；2.中國(guó)華電集團(tuán)公司水電技術(shù)中心,浙江杭州310030；3.華電電力科學(xué)研究院,浙江杭州310030)

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基于水位控制系數(shù)的水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理體系的構(gòu)建及實(shí)施

于文革1,郭晨旭2,3

(1.中國(guó)華電集團(tuán)公司,北京100013；2.中國(guó)華電集團(tuán)公司水電技術(shù)中心,浙江杭州310030；3.華電電力科學(xué)研究院,浙江杭州310030)

摘要：為了充分調(diào)動(dòng)各水電企業(yè)深入開(kāi)展水電優(yōu)化調(diào)度工作的積極性和創(chuàng)造性，中國(guó)華電集團(tuán)公司基于水位控制系數(shù)創(chuàng)新構(gòu)建水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理體系。介紹了構(gòu)建體系應(yīng)遵循的原則及具體評(píng)價(jià)辦法,該體系在公司系統(tǒng)內(nèi)全面推行,取得了顯著成效,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,為水電行業(yè)優(yōu)化調(diào)度管理評(píng)價(jià)提供了良好借鑒。

關(guān)鍵詞：水電優(yōu)化調(diào)度；水位控制系數(shù)；差異化；考核管理體系

環(huán)境污染、氣候變化是國(guó)際社會(huì)面臨的全球性重大挑戰(zhàn),環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題得到了越來(lái)越廣泛的重視。2009年,中國(guó)在哥本哈根會(huì)議上向國(guó)際社會(huì)莊嚴(yán)承諾“爭(zhēng)取到2020年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)15%左右,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%”。增加非化石類清潔能源消費(fèi)比重,降低污染物排放,既是國(guó)家對(duì)國(guó)際社會(huì)的承諾,也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要求。

中國(guó)華電集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱“華電集團(tuán)”)秉承“安全、和諧、綠色、創(chuàng)新”的開(kāi)發(fā)理念,經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,裝機(jī)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng),截至2014年底,水電裝機(jī)規(guī)模為2 329萬(wàn)kW,占全國(guó)水電總裝機(jī)的7.7%,規(guī)模容量位居五大發(fā)電集團(tuán)之首,水電已逐步成為支撐華電集團(tuán)發(fā)展壯大的一個(gè)重要組成部分。對(duì)于水電企業(yè),在加大水電開(kāi)發(fā)力度的同時(shí),深入開(kāi)展已建成水電企業(yè)的優(yōu)化調(diào)度工作,節(jié)約水能資源增發(fā)電量,是企業(yè)提質(zhì)增效的重要途徑,也是提高清潔能源消費(fèi)比重的主要途徑。華電集團(tuán)通過(guò)創(chuàng)新構(gòu)建與實(shí)施水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理體系,充分調(diào)動(dòng)各水電企業(yè)深入開(kāi)展水電優(yōu)化調(diào)度工作的積極性和創(chuàng)造性,提升了水電調(diào)度運(yùn)行管理水平,進(jìn)一步促進(jìn)了水能資源的高效利用,2014年發(fā)電量(724.50億kW·h)創(chuàng)歷史新高,也進(jìn)一步促進(jìn)了華電集團(tuán)水電產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展,為國(guó)家清潔能源可持續(xù)發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。

1提出差異化考核管理理念

優(yōu)化調(diào)度工作的評(píng)價(jià)需要使用科學(xué)、合理、客觀的指標(biāo),從2013年開(kāi)始,華電集團(tuán)組織開(kāi)展了水電優(yōu)化調(diào)度及運(yùn)行評(píng)價(jià)管理的專項(xiàng)調(diào)研,并數(shù)次召開(kāi)專題會(huì)議,提出：應(yīng)從“科學(xué)合理、適用廣泛、簡(jiǎn)便易用”3個(gè)方面努力,綜合考慮水庫(kù)調(diào)節(jié)性能、設(shè)計(jì)調(diào)度要求、歷史運(yùn)行情況等不同因素,建立差異化考核管理體系,進(jìn)行華電集團(tuán)下屬水電企業(yè)的優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)。

2差異化考核管理遵循的原則

(1)保證安全原則。水電企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)要以保證水電站安全,滿足防洪度汛要求為前提,并提倡水電企業(yè)科學(xué)合理開(kāi)展經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和優(yōu)化調(diào)度工作。

(2)整體效益最大化原則。水電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)要統(tǒng)籌考慮電量、電價(jià)、電網(wǎng)、電力市場(chǎng)、耗水率、水位控制、水量利用率、水火替代等因素,合理安排發(fā)電和水庫(kù)運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)整體效益最大化。

(3)短期效益服從長(zhǎng)遠(yuǎn)效益原則。水庫(kù)保持較高水位運(yùn)行,是降低耗水率、增加發(fā)電量提升效益的重要手段,水電企業(yè)要杜絕為了短期目標(biāo)而超發(fā)電量,導(dǎo)致水庫(kù)長(zhǎng)期低水位運(yùn)行帶來(lái)效益損失和設(shè)備安全隱患的行為。

(4)合理控制水位原則?？菟谑撬豢刂浦攸c(diǎn)時(shí)段,以提高水庫(kù)運(yùn)行水位,降低耗水率為主要目標(biāo)。執(zhí)行豐枯、峰谷電價(jià)的單位,要綜合考慮耗水率和電價(jià)因素,按照整體效益最大化的要求控制水位。豐水期應(yīng)加強(qiáng)水情測(cè)報(bào),保持合理水位運(yùn)行,兼顧耗水率和水量利用率。送出受限或市場(chǎng)消納不足地區(qū),要以爭(zhēng)取多發(fā)電為主要目標(biāo)。

(5)設(shè)備健康高效原則。設(shè)備健康高效是水電企業(yè)創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ),主汛期要做到機(jī)組等效可用系數(shù)100%,不發(fā)生設(shè)備原因?qū)е碌臈壦统隽κ芟?棄水期負(fù)荷率要達(dá)到100%。送出受限或市場(chǎng)消納不足地區(qū)要達(dá)到區(qū)域水電平均負(fù)荷率以上。

3差異化考核管理的內(nèi)涵和做法

3.1確立水位控制評(píng)價(jià)關(guān)鍵指標(biāo)

在發(fā)電量相同的情況下,影響水電廠優(yōu)化調(diào)度的主要因素是發(fā)電水頭,通過(guò)抬高庫(kù)水位增大發(fā)電水頭,就能夠降低發(fā)電耗水率。但是,庫(kù)水位越高,意味著棄水風(fēng)險(xiǎn)就越大,在流域發(fā)生洪水、線路跳閘送出受限等情況下就可能導(dǎo)致開(kāi)閘泄洪。由此可見(jiàn),庫(kù)水位的控制是水電廠優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行的最關(guān)鍵因素。華電集團(tuán)提出了水位控制系數(shù)概念,確定將其作為評(píng)價(jià)水電優(yōu)化調(diào)度水平的關(guān)鍵指標(biāo)。

水位控制系數(shù)計(jì)算公式為

水位控制系數(shù)既表征水庫(kù)的蓄滿程度,又反映發(fā)電水頭的高低。確定水位控制系數(shù)主要考慮2方面的因素：一是考慮前10年水庫(kù)的實(shí)際運(yùn)行情況,通過(guò)前10年運(yùn)行水位的月度平均值,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的水位控制系數(shù)；二是考慮電站設(shè)計(jì)對(duì)水庫(kù)運(yùn)行的要求,取水庫(kù)調(diào)度圖正常工作區(qū)中心線對(duì)應(yīng)的月度水位,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的水位控制系數(shù)。將這2個(gè)水位控制系數(shù)進(jìn)行算術(shù)平均,就得到了實(shí)際運(yùn)行與設(shè)計(jì)相結(jié)合的水位控制系數(shù)目標(biāo)值。

3.2制定差異化考核評(píng)分方法

考慮到所轄水電廠裝機(jī)規(guī)模大小、流域水文特性、調(diào)節(jié)性能的差異性以及對(duì)水電廠汛期、枯期的水位控制要求的差異性,在制定評(píng)分方法時(shí)將水庫(kù)庫(kù)容、裝機(jī)容量、汛枯期的差異性充分納入其中。為了強(qiáng)化過(guò)程管理,同時(shí)保證年度結(jié)果,水位控制系數(shù)指標(biāo)考核評(píng)分按月度、年度2種方式進(jìn)行。

3.2.1水電廠月度水位控制系數(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)

由每天8∶00水庫(kù)水位算出對(duì)應(yīng)的水位控制系數(shù),計(jì)算出全月的算術(shù)平均值即為該月的實(shí)際水位控制系數(shù),將該系數(shù)與華電集團(tuán)下達(dá)的考核目標(biāo)值作比較,計(jì)算出得分。計(jì)算公式為

式中,τij、φij、γij分別為二級(jí)單位下屬具有水位控制系數(shù)考核指標(biāo)的第i個(gè)水庫(kù)第j月的水位控制系數(shù)考核指標(biāo)月度評(píng)價(jià)得分、月度實(shí)際完成值和考核指標(biāo)值；ROUNDDOWN()為往絕對(duì)值減小方向取整的函數(shù)。

各水庫(kù)水位控制系數(shù)月度考核基準(zhǔn)分為15分,即當(dāng)0.6<(φij-γij)<0.6時(shí),τij=15,其他情況見(jiàn)表1。

3.2.2水電廠年度水位控制系數(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)

為了引導(dǎo)水電廠樹(shù)立“汛期減少棄水量、枯期降低耗水率”的理念,在水庫(kù)水位控制系數(shù)計(jì)算公式中設(shè)定不同的權(quán)重系數(shù)體現(xiàn)“汛期側(cè)重水量利用、枯期側(cè)重降低水耗”的差異化,規(guī)定對(duì)水庫(kù)的水位控制系數(shù)指標(biāo)進(jìn)行年度評(píng)價(jià)時(shí),枯期權(quán)重系數(shù)為1.5、汛期權(quán)重系數(shù)為0.5,全年各月的水位控制系數(shù)加權(quán)平均結(jié)果為年度評(píng)價(jià)得分,即

表1水電廠月度水位控制系數(shù)考核指標(biāo)得分情況

考核結(jié)果變化值τij考核結(jié)果變化值τij(φij-γij)≤-1.8-3120.6≤(φij-γij)<1.2+116-1.8<(φij-γij)≤-1.2-2131.2≤(φij-γij)<1.8+217-1.2<(φij-γij)≤-0.6-114(φij-γij)≥1.8+318

3.2.3二級(jí)單位年度水位控制系數(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)得分

為了體現(xiàn)有多家水電廠的二級(jí)單位在水位控制上的重點(diǎn),引入各水電廠調(diào)節(jié)庫(kù)容、裝機(jī)容量占該二級(jí)單位全部水電廠總量的比例進(jìn)行計(jì)算。二級(jí)單位年度評(píng)價(jià)得分,為各水庫(kù)水位控制系數(shù)指標(biāo)年度評(píng)價(jià)得分的加權(quán)平均值,其中調(diào)節(jié)庫(kù)容比例和裝機(jī)容量比例各取0.5權(quán)重計(jì)算。計(jì)算公式為

式中,δ為二級(jí)單位水位控制系數(shù)考核指標(biāo)年度評(píng)價(jià)得分；n為水庫(kù)個(gè)數(shù)；VTi為第i個(gè)水庫(kù)的調(diào)節(jié)庫(kù)容；VT為各調(diào)節(jié)庫(kù)容之和；Pi為第i個(gè)水庫(kù)的裝機(jī)容量；P為水庫(kù)裝機(jī)容量之和。

3.3實(shí)施差異化考核管理

華電集團(tuán)出臺(tái)了《中國(guó)華電集團(tuán)公司企業(yè)績(jī)效考核暫行辦法》及《企業(yè)績(jī)效考核評(píng)價(jià)實(shí)施細(xì)則》,以效益分類指標(biāo)為載體對(duì)水電企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)進(jìn)行量化考核。分類指標(biāo)中水位控制計(jì)劃完成率、耗水率是兩項(xiàng)重要指標(biāo),水位控制系數(shù)考核優(yōu)化調(diào)度過(guò)程,耗水率考核優(yōu)化調(diào)度結(jié)果,這兩項(xiàng)指標(biāo)各占考核總分的15%。

4實(shí)施效果

水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理已在華電集團(tuán)全面推行,取得了顯著成效,具體表現(xiàn)在

(1)建立了水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理機(jī)制。華電集團(tuán)通過(guò)建立水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理機(jī)制,強(qiáng)化過(guò)程控制與年度目標(biāo)并重的管控,以過(guò)程控制確保達(dá)成目標(biāo)結(jié)果。水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理充分發(fā)揮“指揮棒”的作用,汛枯期水位控制的評(píng)分權(quán)重引導(dǎo)水電廠“汛期側(cè)重水量利用、枯期側(cè)重降低水耗”,調(diào)節(jié)庫(kù)容和裝機(jī)容量的評(píng)分權(quán)重為二級(jí)單位指明了優(yōu)化調(diào)度的重心。各二級(jí)單位圍繞年度水位控制系數(shù)指標(biāo)開(kāi)展調(diào)度運(yùn)行工作,避免了片面追求當(dāng)年發(fā)電量而造成運(yùn)行水位過(guò)低的行為。

(2)大幅提高了水電產(chǎn)業(yè)板塊經(jīng)濟(jì)效益。2014年實(shí)施水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理后,華電集團(tuán)烏江公司9個(gè)水庫(kù)平均水位控制系數(shù)從2013年的5.1提高到2014年的6.2。按來(lái)水計(jì)算的應(yīng)發(fā)電量與實(shí)際發(fā)電量比較并計(jì)入蓄能變化,通過(guò)抬高水位獲得的優(yōu)化調(diào)度效益電量約27.94億kW·h,按2014年集團(tuán)水電平均電價(jià)0.292 4元/(kW·h)計(jì)算,折合經(jīng)濟(jì)效益約8.17億元。華電集團(tuán)2014年水電發(fā)電量為726.61億kW·h,據(jù)此計(jì)算,年優(yōu)化調(diào)度效益增加率達(dá)到3.85%。按2014年全國(guó)水電平均利用小時(shí)3 653h估算,相當(dāng)于為華電集團(tuán)新增一座裝機(jī)容量約76萬(wàn)kW的大型水電廠。

(3)獲得了顯著的節(jié)能環(huán)保社會(huì)效益。在社會(huì)用電需求相同的情況下,增加水電發(fā)電量能夠相應(yīng)減少火電發(fā)電量。水電優(yōu)化調(diào)度效益電量按2014年的27.94億kW·h、標(biāo)煤耗按國(guó)家能源局最新發(fā)布的全國(guó)60萬(wàn)kW及以上機(jī)組平均318g/(kW·h)計(jì)算,每年可節(jié)省標(biāo)煤88.85萬(wàn)t,減排CO2、SO2、氮氧化物、煙塵分別218.57萬(wàn)、1.46萬(wàn)、1.39萬(wàn)、0.853萬(wàn)t。這對(duì)減輕環(huán)境污染、保護(hù)大氣環(huán)境具有十分重要的意義。

(4)在水電行業(yè)具有巨大的推廣價(jià)值。國(guó)家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,2014年全國(guó)水電發(fā)電量約11 026億kW·h,以華電集團(tuán)2014年水電優(yōu)化調(diào)度效益增加率3.85%估算,若基于水位控制系數(shù)的水電差異化考核管理在全國(guó)水電行業(yè)推廣,每年可增加424.50億kW·h的優(yōu)化調(diào)度效益,標(biāo)煤耗按國(guó)家能源局最新發(fā)布的全國(guó)60萬(wàn)kW及以上機(jī)組平均318g/(kW·h)計(jì)算,每年可節(jié)省標(biāo)煤1 349.22萬(wàn)t,減排CO2、SO2、氮氧化物、煙塵分別3 320.79萬(wàn)、22.18萬(wàn)、21.12萬(wàn)、12.96萬(wàn)t。

5結(jié)語(yǔ)

為充分調(diào)動(dòng)各水電企業(yè)深入開(kāi)展水電優(yōu)化調(diào)度工作的積極性和創(chuàng)造性,提升水電調(diào)度運(yùn)行管理水平,進(jìn)一步促進(jìn)水能資源的高效利用,中國(guó)華電集團(tuán)公司基于水位控制系數(shù)創(chuàng)新構(gòu)建水電優(yōu)化調(diào)度差異化考核管理體系,在公司系統(tǒng)全面推行,取得了顯著成效,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,為水電行業(yè)優(yōu)化調(diào)度管理評(píng)價(jià)提供良好借鑒。

(責(zé)任編輯王琪)

收稿日期：2015- 09- 17

作者簡(jiǎn)介：于文革(1966—),男,河北玉田人,高級(jí)工程師,碩士,主要從事水電生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)及安全生產(chǎn)管理；郭晨旭(通訊作者)．

中圖分類號(hào)：TV697.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0559- 9342(2016)04- 0090- 03

ConstructionandImplementationofAssessmentandManagementSystemofHydropowerSchedulingBasedonWaterLevelControlCoefficient

YUWenge1,GUOChenxu2,3

(1.ChinaHuadianCorporation,Beijing100013,China;2.ChinaHuadianHydropowerTechnologyCenter,Hangzhou310030,Zhejiang,China;3.ChinaHuadianElectricResearchInstitute,Hangzhou310030,Zhejiang,China)

Abstract:In order to fully immobilize the enthusiasm and creativity of hydropower generation companies on optimal operation of hydropower stations, China Huadian Corporation has built and implemented differentiated assessment and management system on hydropower optimization scheduling based on water level control coefficient. The principles and assessment methods of system are described. The full implementation of system has obtained remarkable achievements with huge economic and social benefits. The system also provides a good reference for the assessment of optimization scheduling of hydropower industry．

Key Words:hydropower optimal scheduling; water level control coefficient; differentiation; assessment and management system