龐樹森，黃 斌，呂祥熙，謝志剛，卓張華

(1. 中國長江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443133； 2. 智慧長江與水電科學(xué)湖北省重點實驗室，湖北 宜昌 443133)

三峽-葛洲壩梯級水電站裝機(jī)容量為25 235 MW，發(fā)揮著防洪、航運、發(fā)電、水資源利用、生態(tài)保護(hù)等綜合效益。一直以來，由于水庫調(diào)度和電力調(diào)度在調(diào)度職能及調(diào)度任務(wù)上存在一定差異，實時調(diào)度中三峽梯級水電站延續(xù)傳統(tǒng)調(diào)度管理模式，水、電調(diào)分開調(diào)度，隨著三峽梯級水庫調(diào)度目標(biāo)和調(diào)度限制逐漸增加，調(diào)度運行中對調(diào)度實施的有效性、控制的可靠性以及聯(lián)合調(diào)度的融合性提出了更高要求[1]。國內(nèi)溪洛渡-向家壩梯級、大渡河、瀾滄江等流域集控中心也開始探索“調(diào)控一體化”“水電合一”“運維和一”等多類型運行管理模式[2-4]，并取得了較好的效果。為了促進(jìn)電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)的高效開展和梯級樞紐綜合效益的充分發(fā)揮，適宜的調(diào)度管理模式是高效發(fā)揮梯級電站經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的關(guān)鍵，為此中國長江三峽集團(tuán)公司三峽梯級調(diào)度通信中心提出了“水電合一”的調(diào)度模式新思路。

1 “水電合一”調(diào)度管理模式的基本內(nèi)涵

“水電合一”調(diào)度管理模式的基本內(nèi)涵，即實現(xiàn)對水庫、電力的聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度。“水電合一”調(diào)度兼顧多專業(yè)、多層級、多方面調(diào)度信息融合，根據(jù)流域水雨情信息，合理制定發(fā)電計劃，實時控制水庫出庫流量平衡水量；充分利用水能資源，提升發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率，減少水庫棄水，增加發(fā)電量；綜合調(diào)配航運、生態(tài)保護(hù)等調(diào)度需求；統(tǒng)籌協(xié)調(diào)梯級電站實時調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務(wù)，充分發(fā)揮梯級電站效益。

2 “水電合一”調(diào)度模式應(yīng)用的必要性

1)有利于流域防洪調(diào)度安全和優(yōu)化梯級水庫調(diào)度。三峽-葛洲壩梯級水庫最主要的任務(wù)是防洪，在洪水調(diào)度過程中，由于水雨情預(yù)報誤差、發(fā)電計劃制作誤差、電網(wǎng)設(shè)備的穩(wěn)定性以及電網(wǎng)系統(tǒng)對負(fù)荷要求的不確定性會導(dǎo)致洪水調(diào)度精度的降低，特別三峽電站作為一個調(diào)峰、調(diào)頻功能的巨型電站，電網(wǎng)的調(diào)度需求會對水庫調(diào)度的準(zhǔn)確性有一定的影響。因此調(diào)度員必須兼顧流域水雨情、設(shè)備可靠性、電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的調(diào)度模式下，水調(diào)人員和電調(diào)人員均無法單方面兼顧以上信息，“水電合一”調(diào)度下調(diào)度員能夠隨時掌握電力系統(tǒng)情況，根據(jù)水雨情預(yù)報進(jìn)行實時防洪調(diào)度。同時在水資源調(diào)度和中小洪水優(yōu)化調(diào)度方面，“水電合一”調(diào)度模式能夠使調(diào)度員清晰掌握優(yōu)化信息，通過適時提升或降低水庫水位，以達(dá)到梯級電站發(fā)電量最優(yōu)，提高水能利用率。

2)有利于提高電網(wǎng)和廠站設(shè)備運行可靠性。在“水電合一”調(diào)度模式下，調(diào)度員減少了設(shè)備操作過程中調(diào)度執(zhí)行的重復(fù)下達(dá)和調(diào)度指令流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，可以直接將調(diào)度指令統(tǒng)一下發(fā)至三峽電廠和葛洲壩電廠廠站運行人員，減少了多對一的調(diào)度指令下達(dá)情況，避免執(zhí)行下達(dá)的失誤，提高設(shè)備操作安全。調(diào)度員對電網(wǎng)系統(tǒng)和廠站設(shè)備全面了解，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并提示廠站運行人員及時跟蹤處理，提高設(shè)備運行的可靠性。

3)有利于優(yōu)化調(diào)度運行人力資源。實施“水電合一”調(diào)度管理模式，將原來的水庫調(diào)度員和電力調(diào)度員培養(yǎng)成“水電合一”復(fù)合型全能調(diào)度員，調(diào)度值由原來的五值每值四人調(diào)整為六值每值三人，將一部分人從調(diào)度運行倒班工作中輪換出來進(jìn)行業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和身心調(diào)整，進(jìn)一步提升調(diào)度運行人員的綜合業(yè)務(wù)能力。通過優(yōu)化調(diào)度管理模式，優(yōu)化了人力資源，提升了調(diào)度運行人員技能，提高了人力資源利用率。

4)應(yīng)對電力市場改革的需要。隨著電力市場改革的深入推進(jìn)和和電力市場交易規(guī)模的不斷擴(kuò)大，水電站將逐步高比例參與電力市場交易[5]，梯級水電站在電力市場秩序下構(gòu)建符合電網(wǎng)系統(tǒng)運行規(guī)律、水庫調(diào)度規(guī)則，并遵循電力市場交易的嶄新模式，是梯級水電站實時調(diào)度研究的一個新方向。水電站的經(jīng)濟(jì)運行和效益最大化將是梯級電站調(diào)度的主要目標(biāo)，“水電合一”調(diào)度模式，能夠保證每位調(diào)度員在全面掌握梯級水電站的整體運行情況下根據(jù)市場的需要適時的進(jìn)行調(diào)度，充分利用長江上游流域的水能資源，使三峽梯級電站更好地適應(yīng)電力市場化改革，提高三峽集團(tuán)的抗風(fēng)險能力，爭取社會和經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。此外，“水電合一”調(diào)度模式有利于調(diào)度員在充分掌握水情實時信息、電網(wǎng)銷售能力、電站發(fā)電能力下進(jìn)行水電結(jié)合的實時調(diào)度，“水電合一”調(diào)度模式為電力市場實時交易提供了強大的后臺支撐，并為競爭上網(wǎng)、實時交易儲備了復(fù)合型人才。

5)建設(shè)智慧型流域調(diào)度機(jī)構(gòu)改的重要手段?！坝煤妹恳环剿?、調(diào)好每一度電”是三峽水利樞紐梯級調(diào)度通信中心的核心理念，“水電合一”調(diào)度正式基于這一核心理念進(jìn)行水電聯(lián)合調(diào)度，在保證三峽梯級水電站安全的前提下，合理利用水資源，配合長江流域進(jìn)行防洪、航運、生態(tài)調(diào)度，保證電網(wǎng)系統(tǒng)和電站設(shè)備安全。隨著梯級水電站的流域化、市場化、綜合化的不斷發(fā)展，具有智慧特征的梯級水電站調(diào)度業(yè)務(wù)新形態(tài)—智慧梯調(diào)，已成為未來水電站調(diào)度發(fā)展的必然趨勢[6]。安全穩(wěn)定高效的調(diào)度模式正是“智慧梯調(diào)”的助推力，“水電合一”調(diào)度模式是基于科技含量高、智能化程度高的“智慧調(diào)度”模式，“水電合一”調(diào)度將智慧電調(diào)、智慧水調(diào)、智慧航運、智慧電網(wǎng)結(jié)合起來，是梯級水電站調(diào)度業(yè)務(wù)新形態(tài)的體現(xiàn)和實現(xiàn)“智慧梯調(diào)”的主要組成內(nèi)容。世界水電站調(diào)度看三峽，“水電合一”調(diào)度模式是將三峽水利樞紐梯級調(diào)度通信中心建設(shè)成國際一流的智慧型流域調(diào)度機(jī)構(gòu)的重要手段。

3 “水電合一”調(diào)度模式應(yīng)用方式

“水電合一”調(diào)度管理模式要求區(qū)域統(tǒng)一、安全高效、協(xié)調(diào)有力、運轉(zhuǎn)有效，新的調(diào)度模式下，對調(diào)度員的知識儲備、調(diào)度技能提出了更高的要求，因此加強職業(yè)技能培訓(xùn)是實施“水電合一”調(diào)度新模式的首要任務(wù)。隨著“水電合一”調(diào)度模式逐步推進(jìn)，調(diào)度值班方式和調(diào)度值班人員安排上都將進(jìn)行相應(yīng)改變，班組管理制度也需要在實際調(diào)度中逐步完善。

1)持續(xù)開展“水電互學(xué)”培訓(xùn)?！八姾弦弧闭{(diào)度要求所有值班人員既要掌握水庫調(diào)度技能又要具備電力調(diào)度能力，因此必須加強“電學(xué)水、水學(xué)電”的水電互學(xué)培訓(xùn)，水電互學(xué)的形式主要有：集體培訓(xùn)、自我學(xué)習(xí)、值內(nèi)互學(xué)、值間比學(xué)、考試促進(jìn)等形式。充分利用三峽水庫調(diào)度特點，利用蓄水期、消落期、汛期的水庫調(diào)度要求和實時調(diào)度業(yè)務(wù)能力要求，進(jìn)行有針對性的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。通過1～2年的水電互學(xué)，調(diào)度員對三峽梯級水電站的調(diào)度控制能力及運行信息的綜合處理能力顯著增強，能夠有效的應(yīng)對“水電合一”值班模式的實施、提升安全風(fēng)險的防控水平。

2)優(yōu)化調(diào)度值班模式?！八姾弦弧闭{(diào)度值班實施“六值(五班三倒)+3機(jī)動人員”值班模式，其中每值至少2人取得國調(diào)聯(lián)系資格證書，確保具備電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部溝通資質(zhì)，調(diào)度值班期間實施“值班主任負(fù)責(zé)制”。定期安排一個值進(jìn)行后臺調(diào)度支持、理論學(xué)習(xí)和身心調(diào)整，六個值按照班次輪換，3機(jī)動人員作為后備力量，在復(fù)雜調(diào)度和特殊應(yīng)急事件時支援調(diào)度值班工作。

3)調(diào)度值班班組管理?！八姾弦弧闭{(diào)度值班建立完善、規(guī)范班組管理制度，保證三峽梯級電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行是“水電合一”調(diào)度值班的首要目標(biāo)。“水電合一”調(diào)度值班要綜合考慮三峽梯級電站的實際情況，從本質(zhì)安全型班組建設(shè)出發(fā)，從人、班組、設(shè)備、環(huán)境、制度等方面加強值內(nèi)管理工作，從值班主任到值班員都要抓緊安全生產(chǎn)的主線，精心調(diào)度，保證生產(chǎn)任務(wù)安排到人，安全責(zé)任落實到人。

“水電合一”調(diào)度值班建立“班前會、班后會”制度，“班前會”研究本班次主要工作任務(wù)、事故預(yù)想和調(diào)度風(fēng)險分析，“班后會”分析本班次調(diào)度值班調(diào)度情況，總結(jié)經(jīng)驗。針對重要的調(diào)度事件，還應(yīng)組織開展事前部署會和事后總結(jié)會。

4 “水電合一”調(diào)度模式保障措施

1)建設(shè)智能調(diào)度支持系統(tǒng)。智能的調(diào)度支持系統(tǒng)是有效實施“水電合一”調(diào)度值班模式的保證，系統(tǒng)應(yīng)具備“狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、學(xué)習(xí)提升”等功能。智慧調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用一方面能夠減少調(diào)度員實時調(diào)度壓力，為調(diào)度員提供準(zhǔn)確的調(diào)度決策信息，另一方面通過實時出力經(jīng)濟(jì)最優(yōu)控制，提高梯級水庫水能利用率，減少水庫棄水水量?！八姾弦弧闭{(diào)度模式需建立的智慧調(diào)度系統(tǒng)如圖1。

圖1 三峽梯級水電站智慧調(diào)度系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

2)儲備全能調(diào)度人才。調(diào)度員作為“水電合一”調(diào)度實施的主體，是調(diào)度經(jīng)驗的集成者和調(diào)度方案執(zhí)行的決策者，也是這一模式能否成功實現(xiàn)調(diào)度目標(biāo)的關(guān)鍵?！八姾弦弧闭{(diào)度模式要求調(diào)度員具備系統(tǒng)的水文水資源和電氣系統(tǒng)專業(yè)知識，卓越的應(yīng)急調(diào)度決策能力，良好的對外交流溝通能力。為安全穩(wěn)定的推進(jìn)“水電合一”調(diào)度建設(shè)，必須建立老-中-青比例合理的調(diào)度隊伍，分層級和崗位的對調(diào)度人才進(jìn)行儲備，并建立良好的人才晉升通道和合理的調(diào)度倒班退出機(jī)制。調(diào)度人才的培養(yǎng)和儲備是保證“水電合一”調(diào)度模式順利實現(xiàn)的必要因素。

5 結(jié) 語

“水電合一”調(diào)度管理模式的優(yōu)勢在于培養(yǎng)一批既懂水又懂電、還熟悉電力市場交易的全能值班員，這類全能值班員既有“水電合一”調(diào)度思維，又有電力市場改革意識，還有流域整體性的視野。全能調(diào)度員將憑借“水電合一”調(diào)度的經(jīng)驗，并結(jié)合調(diào)度系統(tǒng)做出最優(yōu)調(diào)度決策，“水電合一”調(diào)度模式的實施，將推進(jìn)三峽梯級水電站實時調(diào)度能力處于國內(nèi)實時調(diào)度領(lǐng)先水平。

“水電合一”調(diào)度模式在三峽梯級水電站的實施，也是這一調(diào)度模式第一次在世界上最大的水電站上的應(yīng)用，對其他水電站群梯級調(diào)度工作具有重要的借鑒意義。同時三峽—葛洲壩水利樞紐作為全世界裝機(jī)容量最大，調(diào)度關(guān)系最復(fù)雜的國之重器，“水電合一”調(diào)度模式也需要在調(diào)度實踐中不斷的摸索、優(yōu)化、完善。