徑流式水電站經(jīng)濟運行分析

寧衛(wèi)東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

徑流式水電站經(jīng)濟運行分析

寧衛(wèi)東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：徑流式水電站是電站庫容很小，不能起到有效的調(diào)節(jié)作用，不能對天然徑流水流過程做任何人為改變，發(fā)電量僅依來水決定，又稱無調(diào)節(jié)能力水電站。這種水電站按照河道多年平均天然來水量及所可能獲得的水頭進行裝機容量選擇，需要由有調(diào)節(jié)能力的大型水電站或者電力系統(tǒng)補償調(diào)節(jié)。本文以直崗拉卡水電站為例，介紹如何提高徑流式水電站的經(jīng)濟運行。

關鍵詞：徑流式；水電站；經(jīng)濟；運行；分析

1前言

直崗拉卡水電站位于青海省尖扎縣的黃河干流上，上距李家峽水電站7km，是黃河上游梯級開發(fā)的中型水電站之一，直崗拉卡水電站主要任務是發(fā)電。水庫正常蓄水位EL2050m，洪水位及校核洪水位也是EL2050m，最低運行水位EL2048.5m，總庫容1540萬m3，可調(diào)庫容154萬m3，電站額定水頭12.5m，總裝機容量190MW，安裝5臺單機容量為38MW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，單機流量337.3m3/s,設計多年平均發(fā)電量7.62億kW·h，年利用小時數(shù)4010h。

2準確采集入庫流量信息

徑流式水電站的庫區(qū)水位受來水量影響很大，水位調(diào)整范圍很小，機組主要靠大流量發(fā)電。由于徑流式水電站的水庫庫容很小，發(fā)電量在很大程度上由河的上游入庫來水量決定。

如果上游屬于自然河流，那么徑流式電站的入庫流量，隨著季節(jié)或雨季的變化而變化，對于電站負荷調(diào)節(jié)周期比較寬裕，調(diào)節(jié)不算緊迫，有充足的調(diào)節(jié)時間完成水庫調(diào)度調(diào)節(jié)工作。

如果電站上游存在大型水電站，并且在電力系統(tǒng)中擔任調(diào)峰或調(diào)頻任務，擔任調(diào)頻任務時對下游徑流式電站的機組運行方式與水庫調(diào)度造成很大的壓力，李家峽電站屬于西北電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻電站，早晚高峰時經(jīng)常出現(xiàn)下泄（1500m3/s）情況。

在階梯式電站之間建立水情通報合同關系，及時準確地采集到或接受到流量變化情況，就能夠重點關注上游水位變化。

建立準確的水庫調(diào)度信息系統(tǒng)至關重要，隨時掌握流域的入庫流量和出庫流量，及時或提前改變?nèi)珡S運行機組方式，做到隨時適應入庫流量的變化。有條件的情況下上下游電站實現(xiàn)集控聯(lián)調(diào)方式，將會很大程度上提高下游電站的發(fā)電效率。

3隨時變更機組停備方式，提高機組負荷率

上游電站擔任調(diào)峰調(diào)頻，下泄流量忽高忽低不定，如何在最大程度上提高水能利用率？這就要求我們對電站的設備特別是機組的健康狀況提出更高的要求：保證機組隨時啟停，最大限度地消除開機停機不成功幾率，通過啟停機組來保證電站的不定時入庫流量順利通過電站，并能夠保證運行機組在最高效率區(qū)間運行，保證選擇到最高效率的機組首先運行，保證導葉漏水量大的機組運行。

例如：

直崗拉卡水電公司根據(jù)確定的目標、參數(shù)及指標和水庫、機組實際情況，制定相應的水庫調(diào)度規(guī)則。

1）嚴禁超過水庫最高水位（▽2050m）運行。

2）除特殊情況外，最低運行水位不得低于死水位（▽2049.0m），在入庫流量很小或幾乎為零的情況下，庫區(qū)水位應保證在▽2050.0m。

3）庫區(qū)水位應保證在正常水位，當值值長可根據(jù)現(xiàn)場和設備情況合理調(diào)整水位，盡可能保證機組高水頭運行，降低發(fā)電耗水率，提高水能利用率。

結合制造廠家說明和運行經(jīng)驗，對機組啟停每個環(huán)節(jié)進行認真分析，摸清機組特性，優(yōu)化機組經(jīng)濟啟停步驟，確定最佳啟動、停機時間和操作方法，根據(jù)設備缺陷情況、機組效率、系統(tǒng)要求和廠用電可靠性需要等因素，制定機組開停機優(yōu)先策略。

在同等條件下，單位耗水量小的機組及漏水量大的機組應先開。在同等條件和水頭下，效率高的應后停，效率低的應先停。單臺機組解列后，根據(jù)全廠總負荷，結合當前水頭情況，及時合理進行其它運行機組負荷的最優(yōu)分配，使運行的各臺機組均在非振動區(qū)運行，保障全廠并網(wǎng)運行的機組的總效率最高。機組停機后，及時停運相關輔助設備，對較多使用輔機設備的機組應考慮啟停次數(shù)和順序。

4實時調(diào)整機組出力，保證電站高水頭運行

對水庫進行優(yōu)化調(diào)度，特別是在枯水期應當盡可能做到使用有限的來水發(fā)揮最大效益，使發(fā)電量最大化。

直崗拉卡水電公司5F機組安裝后，過盈匹配了上游電站的下泄流量，消除了現(xiàn)有電站無法過流上游電站的下泄流量缺陷，徹底消除本電站過機流量問題。

在確定了機組運行臺數(shù)的情況下，根據(jù)上游水位的變化趨勢，及時調(diào)整運行機組的導葉開度，做到水位的“瞬間呼應”效果。

特別是在上游電站擔任調(diào)頻任務時，依據(jù)電力系統(tǒng)的頻率變化特征，上游電站負荷調(diào)整很頻繁，只要下游徑流式電站及時調(diào)整發(fā)電機組導葉開度，改變本電站的出庫流量，在規(guī)定范圍內(nèi)控制庫區(qū)水位。

1）滿足庫區(qū)水庫最高安全運行水位（▽2050.0m）的情況下，除特殊情況外，最低運行水位不得低于（▽2049.0m），在入庫流量很小或幾乎為零的情況下，減小運行機組臺數(shù)，減小運行機組出力，保證庫區(qū)水位在▽2050.0m，盡可能保證機組高水頭運行，降低發(fā)電耗水率，提高水能利用率。

5及時臨檢消缺，提升設備健康水平，縮短開停機時間

為了及時合理控制庫區(qū)水位，積極加強與調(diào)度的溝通協(xié)調(diào)，取得隨時啟停機組的調(diào)度許可。

隨著機組臺數(shù)的增加，徑流電站機組臨檢機會增多，設備健康狀況逐步提升，保證設備一次性啟停成功，最大限度減小機組空載運行時間，有效提高水能利用率。

綜上所述，徑流式水電站的運行，參考以下幾點對提高電站的經(jīng)濟運行水平有所幫助。

（1）機組啟停方式優(yōu)化。對機組啟停每個環(huán)節(jié)進行認真分析，根據(jù)設備缺陷情況、機組效率、系統(tǒng)要求和廠用電可靠性需要等因素，確定機組開停機優(yōu)先策略。

在同等條件下，單位耗水量小的機組及漏水量大的機組應先開。

在同等條件和水頭下，效率高的應后停，效率低的應先停。

單臺機組解列停機后，根據(jù)全廠總負荷，結合當前水頭情況，及時合理進行其它運行機組負荷的最優(yōu)分配，使運行各臺機組均在高效區(qū)運行，保障全廠并網(wǎng)運行機組的總效率最高。

機組停機后，及時停運相關輔助設備。

（2）水庫運行優(yōu)化。在確保大壩、水庫和防汛安全的前提下，充分發(fā)揮水庫的最大綜合利用效益，確定汛期防洪水位、正常運行水位、入庫流量穩(wěn)定時需維持的運行高水位及正常水位調(diào)整范圍。

（3）機組運行工況優(yōu)化。根據(jù)不同機組的實際情況，開展各機組不同工況下的數(shù)據(jù)測試統(tǒng)計、分析，優(yōu)化并繪制運行特性曲線；測試協(xié)聯(lián)關系曲線圖，找出最優(yōu)協(xié)聯(lián)關系并進行調(diào)整；在滿足機組負荷響應速度要求的情況下，做到經(jīng)濟合理分配負荷。

（4）冷卻水系統(tǒng)運行優(yōu)化。機組冷卻水應具備停機停水、開機供水，減少機組在停機狀態(tài)的水量損失。

（5）機組備用狀態(tài)優(yōu)化。停備期間，使其經(jīng)常處于良好狀態(tài)，保證機組隨時能啟動運行。

與電網(wǎng)調(diào)度機構積極協(xié)調(diào)，結合等微增率原理和動態(tài)規(guī)劃原理的負荷分配方法，使全廠負荷分配最優(yōu)。

根據(jù)階段性總負荷計劃和預測，結合各臺機組能耗指標情況，合理安排機組停備，以提高運行機組的負荷率。

6結語

按照“以流量定臺數(shù)，以水位定開度”的水位調(diào)控理念，當出現(xiàn)來水量大幅度變動時，在提前預判來水量大小的情況下，密切監(jiān)視上游水位的變化和運行機組的實時導葉開度，并根據(jù)上游水位變化及時調(diào)整運行機組的導葉開度，合理利用庫區(qū)蓄能，保證上游水位在小范圍內(nèi)變化，保證大壩安全運行。

中圖分類號：TV737

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0001-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.001

收稿日期：2014-12-12

作者簡介：寧衛(wèi)東（1962-），男，高級經(jīng)濟師，從事水電站管理工作。