水电站经济运行关键技术研究与应用

水电站经济运行关键技术研究与应用

林巧锋

华电福新能源股份有限公司古田溪水力发电厂

摘要：本文分析了我国水电站经济运行中常用的两种技术：以发电量最大为目标进行调度技术和以调峰效果最优为目标进行调度技术，这两种技术各自有不同的特点且存在一定程度上的问题，最后分别指出在实际水电站运行中如何实施这两种技术，达到最大的利用效应。

关键词：水电站；经济运行；调度技术

引言

我国目前的电力资源来源大部分都是水电站，怎样更进一步发挥电站的巨大潜能，加强电站的综合调度，在满足人民生产生活安全保证，以及加强水电站可靠稳定运行的前提下，让水电站系统的经济运行水平充分发挥出来，成为社会及水电部门普遍关注的问题。

一、水电站经济运行中常用的技术

（一）以发电量最大为目标进行调度的技术及其特点

对于水力发电站来说，发电量的大小可以从很大程度上直观反映电力部门自身的发电水平以及能力，是水电站经济运行水平以及能量评定的重要衡量标准。以发电量最大为目标进行电力调度，属于水电站厂内经济运行中优化调度的一种技术，是在保证机组出力的前提下，对水电站最经济的发电方案进行确定，达到最大发电量。

使水电系统的发电量达到最大，就尽可能减少火力发电，从而获取发电系统的最大经济效益。这种技术运用优化理论确定发电量优化调度的方案，确定水电站各个时段的优化运行方式，并称为水电站经济优化运行的重要基础。优化过程按水电站部门设计或相关文件确定上下游水位、调度量、发电出力等边界约束条件，选取按照调度部门要求的决策变量，运用动态规划等算法进行逆时序逐时段的调节进行计算。

（二）以调峰效果最优为目标进行调度技术及其特点

调峰效果最优的调度目标往往通过调峰出力最大等相关模型进行具体寻优。在一定的调度周期内，给定入库流量过程以及水库始末水位，考虑各种约束条件，从而地各个水电站水库的调度过程进行确定，使得剩余负荷尽量拉平，达到削平峰荷的目的。该模型考虑的是系统负荷变化的需求，通过对峰值以及系统负荷进行调节，充分利用水电机组灵活运转的相关特点，来承担调峰任务，使余留给火电机组的负荷需求尽量保持不变，从而减少火电机组的开停机次数，降低火电调峰的负担，节省启动能耗从而提高水电站整体的运行效率，达到减少整个电力系统燃料消耗的目的。

二、我国水电站经济运行调度技术应用问题

（三）以发电量最大为目标进行调度的技术应用问题

以发电量最大为目标进行电力优化调度是一种比较传统的技术，在电网价格统一的前提下，其主要的目的是实现水电站营收礼仪的最大化，但是，发电量最大并不能够确保电站效益达到最大。由于水电站的发电收入是由系统结算电价决定的，也取决于不同时间对发电量的不同分配，由于以发电量最大为目标的优化调度，一般对电价变动情况不予考虑，因此可能导致水电站经济效益目标无法达成。

在枯水期，由于水量较少，以发电量最大为目标的调度模式并不能给水电系统带来大的发电效益，这就无法体现该调度方式的优势。在整个水电部门系统中，水电站将由汛期的基荷转为承担峰荷与腰荷，水电峰谷存在较大差距，因而出现调峰矛盾，如果一味的追求发电量最大，就会引起发电出力、流量、水位等约束的破坏造成机组损伤，从而大大降低水能利用率，导致电力系统出现不平衡的状况。

（四）以调峰效果最优为目标进行调度技术存在的问题

不同的电网按照其电力结构的不同，在调度需求上也不一样，但如何实现最大的发电效益依然是电网最关注的目标，在进行电站调峰时，如果出现严重的经济利益冲突，参与调峰的电厂，发电量就会大大减少，经济运行也会大大降低，从而危害设备，对设备的安全稳定运行大大不利，电厂就要为此付出巨大经济成本，并损失应有的能量，使得系统进行衡量和协调。

三、水电站经济运行技术的应用策略

（一）以发电量最大为目标进行调度技术的应用策略

（1）可以通过合理的控制水位，从而提高机组运作效率效率。可以根据水位状况，将上有水位控制在上游水位控制在正常蓄水位，减少上游水位过低时段，提高机组运行水头，降低发电耗水率，保持机组高效运行。

（2）灵活调度，节能降耗。发电运行部根据不同机组的特性及调度负荷要求，制定机组运行方式规定。优先运行水能利用率高的机组；优化运行机组组合，降低辅机用电和主变损耗。

（3）可以通过对于水轮机而言，提高机组效率，增大机组出力，主要指标有水头、协联曲线和机组容量。可以通过及时清污，减少水头损失。灯泡贯流式机组一般建在河流的主干上，水流夹带着上游各种漂浮物聚集在机组进水口附近，当漂浮物的聚集达到一定量时将严重影响机组的出力，使得机组进水口拦污栅前后水位差增大，致使机组的出力大大降低，甚至使得机组的运行振动加剧，影响机组的安全运行。

（二）以调峰效果最优为目标进行调度技术的技术应用策略

在设备管理运行优化方面，对电网来说，水电与火电的区别是：水电机组的启动速度很快，一般3-5分钟内就可以从备用状态到带满负荷运行，而火电机组则远达不到这个速度。因此这就要求水电机组和辅助设备必须安全可靠，从而保障电厂经济运行稳固有序进行

在设备管理模式优化方军，第一是要求从经验型向科学型转变，加强对设备的状态检测以及科学管理，通过建立完善的设备档案，及时分析出现的各种状态并进行分析总结。第二从单一化向网络化转变，实行专人负责，责任到人的管理制度，要求每个设备有人专人管理。第三从区域化向精细化转变，对运行维护人员的要求再次提高，要求他们不仅仅局限于某一专业，而要打破之前的设备分专业的管理模式。对设备提升相应的监控等级，实施定期计划检修维护的制度，定时、定点、定人管理，建立起更加详细的设备台账，对设备运转情况、易损部位、零部件更换等操作全部记录在册，以做为设备检修的重要根据。在设备运行优化方面，通过新技术的运用，保机组、增效率，拓展新的工作思路，提高辅助设备的效率，通过新材料的运用，提高机组的发电效率。

结论

本文通过对水电站经济运行的技术及其特点、问题的分析和研究，从提高水电经济运行技术的应用角度，提供了水电站经济运行技术的实施方案和建议，从而各种水电站运行技术在电力管理中发挥最大的效应。

参考文献：

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[2]滕明灿. 水电站经济运行管理方案优化研究[J]. 电力管理. 2018-04-15

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[4]洪承伟. 水电站经济运行关键技术与应用[J]. 河北大学学报. 2016-10-10