●龍偉健

淺談針對(duì)小水電特點(diǎn)采取的生產(chǎn)運(yùn)行管理舉措

●龍偉健

一、概述

大唐廣源水力發(fā)電有限公司（簡稱廣源公司）成立于2009年2月，是中國大唐集團(tuán)廣西分公司（簡稱大唐廣西分公司）下屬的水電管理公司，負(fù)責(zé)管理2008年收購的10家水電控股公司，擁有20座中小型水電站，共51臺(tái)機(jī)組，包括軸流轉(zhuǎn)槳式、軸流定漿式、燈泡貫流式、混流式、沖擊式等各種類型；總裝機(jī)容量701.76MW，單機(jī)容量最大為65MW，最小為0.63MW；單機(jī)容量在20MW以下的機(jī)組為41臺(tái)。各水電廠分布在廣西10個(gè)縣市及貴州荔波縣的10條大小河流上。

二、背景

各小水電站的基本特點(diǎn)：其一，電廠分散，地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，對(duì)外交通、通訊條件比較差，生活生產(chǎn)條件簡陋；其二，電站水庫庫容小，徑流式電廠較多，山區(qū)陡漲陡落的水情給水電廠防洪防汛帶來的壓力較大；其三，小水電企業(yè)的資金總量少，加上近年投產(chǎn)的電廠處于還貸高峰期，資金壓力比較大；其四，設(shè)備、人員和管理方面，概括起來就是“三多三少”（機(jī)組多，高可靠性機(jī)組少；難題多，可借鑒經(jīng)驗(yàn)少；員工多，高素質(zhì)人才少）。但是小水電也有其自身優(yōu)勢，主要在于設(shè)備相對(duì)簡單，電廠對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的影響相對(duì)較小，因此可以遵循“簡單、實(shí)用、高效”的原則，針對(duì)一些具體問題，研究制定相應(yīng)的運(yùn)行管理舉措。

三、攔污柵清淤管理

每年進(jìn)入豐水期后，來水量大、漂浮雜物多，水電廠機(jī)組進(jìn)水口都會(huì)不同程度的出現(xiàn)淤積現(xiàn)象，尤其是低水頭河床式電廠淤積最為嚴(yán)重，水頭損失常會(huì)超過20%，機(jī)組出力下降較大。而大部分電廠出于節(jié)省前期投資的考慮，都未設(shè)置有清污機(jī)。為盡可能減少棄水電量，保證豐水期機(jī)組多發(fā)、滿發(fā)，根據(jù)現(xiàn)有條件，提出了以下指導(dǎo)意見。

（一）密切留意強(qiáng)降雨預(yù)警等水情信息，加強(qiáng)水庫調(diào)度

在保證不產(chǎn)生棄水的前提下，各廠應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況，于每場洪水到來之前和洪水消退之后，各安排進(jìn)行一次機(jī)組進(jìn)水口攔污柵清淤。

（二）估算攔污柵清淤所造成的棄水損失電量

各廠應(yīng)首先根據(jù)以往攔污柵清淤的經(jīng)驗(yàn)，得出機(jī)組停運(yùn)進(jìn)行攔污柵清淤所需的時(shí)間T；其次依據(jù)本廠既有的水頭出力曲線，以前一天的平均水頭，對(duì)應(yīng)得出停運(yùn)機(jī)組的理論平均出力P，乘以停運(yùn)時(shí)間T，估算出攔污柵清淤所造成的棄水損失電量，以此作為當(dāng)天是否進(jìn)行攔污柵清淤的參考值（以下簡稱為A）。

1.根據(jù)本廠既有的水頭出力曲線，以前一天的平均水頭確定理論平均出力，乘上一天24小時(shí)，估算出前一天的理論發(fā)電量（以下簡稱為B）。（此計(jì)算方式僅適用于當(dāng)有棄水，且機(jī)組盡水頭滿發(fā)的情況下）

2.以前一天的理論發(fā)電量B減去前一天的實(shí)際發(fā)電量C，計(jì)算出理論水頭損失電量D，再乘上修正系數(shù)0.88，得出因攔污柵淤積所造成的水頭損失電量的估值E。

3.總結(jié)公式：E=（B-C）×0.88，式中B=P×24；當(dāng)E＞A，即當(dāng)攔污柵淤積造成一天的水頭損失電量，大于攔污柵清淤所造成的棄水損失電量時(shí)，可考慮進(jìn)行攔污柵清淤工作。

在豐水期，清淤工作每周至少開展1次。

四、備用柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)管理

柴油發(fā)電機(jī)組作為事故備用應(yīng)急電源，屬于防洪度汛、廠房排水、機(jī)組黑啟動(dòng)等方面的關(guān)鍵設(shè)備，是水電廠在危急關(guān)頭的最后一道防線，在應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)必須做到萬無一失。特別是大部分小水電站只有一回出線，與電網(wǎng)連接薄弱，備用柴油發(fā)電機(jī)組的重要性顯得更為突出。為此，專門研究制訂了關(guān)于備用柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)管理方面的規(guī)定。

（一）運(yùn)行管理

1.各電廠應(yīng)明確本廠備用柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)急啟動(dòng)需具備的條件、供電范圍及運(yùn)行方式。

2.為避免柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的頻繁長時(shí)間空載試機(jī)導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生過量積碳，引發(fā)啟動(dòng)困難、負(fù)載能力下降等問題，特別規(guī)定如下：

（1）枯水期每月末在本月無應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)行1次空載試機(jī)。

（2）汛期在7天內(nèi)無應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)，每周空載試機(jī)1次。

（3）空載試機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為5分鐘。

（4）每年2月前，做提升閘門或帶負(fù)荷試機(jī)一次，并測試負(fù)載突變。

（5）備用柴油發(fā)電機(jī)組須記錄運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長等各項(xiàng)有關(guān)數(shù)據(jù)情況，參照表1填寫。

3.備用柴油發(fā)電機(jī)組試機(jī)操作須填用操作票。內(nèi)容包括啟動(dòng)前檢查項(xiàng)目，如油位、液位的檢查，具體操作步驟。

4.備用柴油發(fā)電機(jī)組必須列入運(yùn)行日常巡回檢查范圍，包括各部位外觀檢查，冷卻液位、機(jī)油位、啟動(dòng)電瓶液位電壓、燃油量檢查等。

5.每年定期開展備用柴油發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)應(yīng)急演練，運(yùn)行值班員必須人人過關(guān)。

（二）維護(hù)管理

1.室內(nèi)型的柴油發(fā)電機(jī)組，要選擇安裝在廠區(qū)地勢較高的獨(dú)立機(jī)房或隔間，并設(shè)置通風(fēng)散熱裝置；機(jī)房地面和墻面刷漆或貼瓷磚，每月定期清掃除塵，保持室內(nèi)整潔干燥。

2.柴油發(fā)電機(jī)組清掃工作至少每月開展一次。做好相應(yīng)安全措施，清除外表油水漬及污物，通風(fēng)網(wǎng)清潔除塵，電氣部分進(jìn)行清掃除塵，緊固接線端子和連接件。

3.柴油發(fā)電機(jī)組定子絕緣每周或啟動(dòng)前測量一次，至廠用母線的動(dòng)力電纜絕緣每周也要測量一次。發(fā)現(xiàn)絕緣電阻降低的，必須采取相應(yīng)措施。

4.備用柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)電瓶，要使用以廠用交流為電源的充電裝置進(jìn)行浮充，每周檢查補(bǔ)液。有條件的電廠，可多備一組容量相同的啟動(dòng)電瓶，單獨(dú)存放。

5.柴油發(fā)電機(jī)組的故障及缺陷處理由維護(hù)班負(fù)責(zé)。

6.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油每年更換一次。冷卻液及濾清器，過濾器等部件，可參照配套使用說明書，按實(shí)際累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)進(jìn)行保養(yǎng)更換。

7.常規(guī)檢修為每年一次，如無異常情況一般不安排解體性檢修。發(fā)電機(jī)部分及相應(yīng)動(dòng)力電纜可按《電力設(shè)備交接及預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。

8.汛期的柴油儲(chǔ)備必須滿足72小時(shí)以上連續(xù)運(yùn)行，交通條件較差的電廠應(yīng)適當(dāng)增加柴油儲(chǔ)油量。日常維護(hù)工作中應(yīng)注意清潔儲(chǔ)油容器底部的沉淀物。

五、小水電機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)對(duì)措施

目前大部分小水電的送出端與電網(wǎng)的聯(lián)系極為薄弱，均為單回出線，當(dāng)對(duì)側(cè)變電站因故與主網(wǎng)解列時(shí)，將轉(zhuǎn)為單電廠孤網(wǎng)運(yùn)行方式。在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，為充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，研究制定了小水電機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行指導(dǎo)意見。

（一）“功率調(diào)節(jié)”轉(zhuǎn)為“頻率調(diào)節(jié)”

單電廠孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，因自身容量較小，地區(qū)負(fù)荷的波動(dòng)將產(chǎn)生較大的頻率變化，因此，應(yīng)將調(diào)速器由“功率調(diào)節(jié)”轉(zhuǎn)為“頻率調(diào)節(jié)”模式，即在各臺(tái)運(yùn)行機(jī)組調(diào)速器參數(shù)設(shè)置中，將“頻率跟蹤方式”由“網(wǎng)頻”修改為“頻給”，并檢查“頻給”，設(shè)置為“50Hz”。

（二）各機(jī)組分級(jí)調(diào)頻

根據(jù)孤網(wǎng)運(yùn)行的特點(diǎn)，采用各臺(tái)機(jī)組分級(jí)調(diào)頻方式，以適應(yīng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)頻率變化的情況，避免多機(jī)并聯(lián)于孤網(wǎng)時(shí)，發(fā)生功率振蕩，為此將單電廠各臺(tái)運(yùn)行機(jī)組劃分三個(gè)調(diào)節(jié)等級(jí)，分別為一類機(jī)（#1機(jī)）、二類機(jī)（#2機(jī)）、三類機(jī)（其他臺(tái)機(jī)），按以下調(diào)節(jié)等級(jí)分別進(jìn)行調(diào)速器參數(shù)設(shè)置和有功給定。

1.一類機(jī)：應(yīng)選取容量最大的機(jī)組作為I類機(jī)，承擔(dān)孤網(wǎng)時(shí)的調(diào)頻任務(wù)。頻率死區(qū)設(shè)為：0.05Hz，有功給定≤50%額定功率。

2.二類機(jī)在負(fù)荷波動(dòng)超過I類機(jī)調(diào)頻容量時(shí)介入，頻率死區(qū)設(shè)為：0.3Hz，有功給定≤60%額定功率.

3.三類機(jī)：頻率死區(qū)設(shè)為最大值，有功給定依水情而定。應(yīng)選取容量最小的機(jī)組作為III類機(jī)，帶基荷，不參與頻率調(diào)節(jié)。

（三）孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)注意事項(xiàng)

1.機(jī)組正常運(yùn)行中轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運(yùn)行的，應(yīng)先將調(diào)速器改“機(jī)手動(dòng)”，記錄好相關(guān)參數(shù)后，再進(jìn)行修改確認(rèn)，最后將調(diào)速器改“自動(dòng)”。

2.孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，預(yù)留的全廠旋轉(zhuǎn)備用容量，不小于單機(jī)的實(shí)際出力。3.將I類機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器改

“手動(dòng)”（恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)）運(yùn)行，無功擺動(dòng)較大時(shí)，可同時(shí)將II類機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器改“手動(dòng)”運(yùn)行，無功輸出不小于30%額定無功功率。

4.與調(diào)度加強(qiáng)聯(lián)系，密切監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀況，積極進(jìn)行機(jī)組間的負(fù)荷分配調(diào)整，避開機(jī)組振動(dòng)區(qū)運(yùn)行，避免機(jī)組產(chǎn)生過負(fù)荷、逆功率等現(xiàn)象。

5.線路跳閘未重合成功時(shí)，應(yīng)只保留單機(jī)帶廠用電，同時(shí)盡快將其余機(jī)組解列，保持旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)，聯(lián)系調(diào)度對(duì)線路試送電一次成功后，再依據(jù)調(diào)度指令，分別將各臺(tái)機(jī)組恢復(fù)并網(wǎng)。

6.出現(xiàn)較大負(fù)荷波動(dòng)，超出電廠調(diào)節(jié)容量，造成機(jī)組振蕩時(shí)，應(yīng)及時(shí)請(qǐng)求調(diào)度進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，或?qū)C(jī)組解列。

7.加強(qiáng)對(duì)調(diào)速器電液轉(zhuǎn)換裝置，特別是步進(jìn)電機(jī)，控制電磁閥等元件的巡回檢查和溫度測量，孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間超過24小時(shí)的，應(yīng)每天對(duì)不同類機(jī)組進(jìn)行調(diào)頻模式切換。

六、結(jié)語

在對(duì)小水電運(yùn)行特點(diǎn)的深入認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，通過這些有針對(duì)性的措施后，廣源公司深入挖掘設(shè)備潛力，全面優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式，不斷提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性水平，在確保安全的前提下，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了小水電的經(jīng)濟(jì)效益最大化。從2010年開始，廣源公司下屬龍溪、草頭坪、寶壇、鯉魚灘、龍興、大七孔等6個(gè)電廠先后榮獲大唐集團(tuán)公司“規(guī)范化管理小水電廠”稱號(hào)，攔污柵清淤管理和備用柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)管理作為其中的重要亮點(diǎn)，得到了充分的肯定。

（作者單位：大唐廣源水力發(fā)電有限公司）