淺談田灣河梯級水電站集中控制調(diào)度方案設計與應用

郭建平（四川川投田灣河開發(fā)有限責任公司，四川成都 610041）

淺談田灣河梯級水電站集中控制調(diào)度方案設計與應用

郭建平
（四川川投田灣河開發(fā)有限責任公司，四川成都 610041）

本文對田灣河流域梯級水電站集中控制調(diào)度的必要性進行了分析，結(jié)合仁宗海、金窩、大發(fā)水電站調(diào)節(jié)性能上的差異，對節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法下田灣河梯級水電站集中控制調(diào)度方案進行了設計，并對基于該集中控制調(diào)度方案開發(fā)的田灣河梯級水電站調(diào)度軟件系統(tǒng)進行了介紹。

田灣河流域 梯級水電站 集中控制調(diào)度

1 概述

田灣河流域梯級水電站（簡稱水電站）為一庫三級建設，自上而下依次為仁宗海水電站、金窩水電站和大發(fā)水電站。三個梯級電站總利用落差1744m，總庫容1.12億m3，調(diào)節(jié)庫容0.91億m3，裝機容量720MW，設計枯水年枯期平均出力247.9MW，年發(fā)電量36.03億kW·h。在豐枯、峰谷電價政策條件下，如何協(xié)調(diào)上下游水力聯(lián)系，協(xié)調(diào)三級水電站間的節(jié)能調(diào)度排序，合理分配廠間以及年內(nèi)豐、平、枯期和日內(nèi)峰、平、谷段電量，減少棄水，提高梯級電站水能資源的利用效率，成為該水電站調(diào)度管理方面的一個重要議題。

2 水電站集中控制調(diào)度的必要性

梯級水電站的集中控制調(diào)度，一方面可以合理分配的各梯級水電站的發(fā)電負荷，較好地提高流域水能資源的綜合利用率，實現(xiàn)水電站的節(jié)能發(fā)電調(diào)度，滿足電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運行的要求；另一方面可有效降低水電站工作人員的工作強度，逐步實現(xiàn)“無人值守”運行模式，達到節(jié)約人力資源的目的。水電站具有裝機容量適中、龍頭水庫調(diào)節(jié)能力強等特點，仁宗海、金窩、大發(fā)水電站距離較近，電力外送通道相同，在水力、電力等方面具有很好的聯(lián)系。如果能夠進行集中控制調(diào)度，必將有利于充分發(fā)揮梯級水電站各自的特點，產(chǎn)生更大的綜合效益。

3 節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法下水電站集中控制調(diào)度的方案設計

3.1 水電站集中控制調(diào)度管理模式設計

流域梯級水電站采用集中管理模式，由省電力調(diào)度中心、成都遠控中心、田灣河集中控制調(diào)度中心、各梯級水電站及它們之間的通信信道組成。田灣河成都遠控中心作為流域梯級水電站的集中控制調(diào)度機構(gòu)、統(tǒng)一調(diào)度指揮中心以及流域水利樞紐的防汛度汛指揮中心，對外負責向省電力調(diào)度中心申報發(fā)電計劃、接受并完成省電力調(diào)度中心的調(diào)度命令，對內(nèi)負責各梯級水電站的統(tǒng)一集中控制調(diào)度工作。在滿足電網(wǎng)安全、電站調(diào)峰、調(diào)頻等需求的條件下，科學合理地安排梯級水電站開、停機任務和分配各機組出力。

3.2 節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法下水電站集中控制調(diào)度方案設計

從流域整體水能利用率最大化的角度出發(fā)，在考慮仁宗海龍頭水庫的年調(diào)節(jié)作用的同時，考慮到各梯級水電站之間的徑流、電力補償調(diào)節(jié)作用。將仁宗海、金窩、大發(fā)三個電站的計劃電量分兩部分進行考慮。一部分將金窩、大發(fā)水電站作為一個部分考慮，以徑流式水電站序位進行排序，其申報電量首先參與全網(wǎng)的電量平衡。另一部分將仁宗海水電站單獨考慮，由金窩、大發(fā)水電站平衡后的計劃電量反推仁宗海水庫放水，以保證下游兩徑流式水電站完成其計劃電量，繼而由仁宗海水庫放水確定仁宗海水電站的計劃電量。

首先，田灣河集控中心根據(jù)流域水情預測及水庫綜合運用方式，結(jié)合梯級水電站機組工況、峰平谷結(jié)構(gòu)、電力負荷需求、分時電價等綜合情況進行分析，制定與省電力調(diào)度中心接口的、實際可操作的發(fā)電計劃，統(tǒng)一申報金窩、大發(fā)兩個電站的出力曲線，單獨申報仁宗海水電站的出力曲線，以初步確定田灣河梯級水電站的發(fā)電出力曲線及機組的運行方式。然后，由省電力調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)的電力負荷需求，考慮電網(wǎng)安全運行、電力持續(xù)穩(wěn)定供應、社會效益等約束條件，對成都遠控中心申報的梯級水電站發(fā)電計劃進行審核、調(diào)整，平衡其計劃電量，并且以統(tǒng)一出力曲線的方式將審核后的仁宗海、金窩、大發(fā)三個電站的梯級總出力曲線下達到成都遠控中心。最后，田灣河成都遠控中心接受省電力調(diào)度中心的總出力安排，并在確保該總出力任務能夠及時完成的前提下，根據(jù)當時影響水電站運行的限制條件（諸如電網(wǎng)運行方式、水電機組狀況、防洪、生態(tài)用水等），同時考慮相關(guān)影響因素（例如入庫徑流、機組啟停損耗、設備檢修計劃、送出限制等），以龍頭仁宗海水庫耗水量最小為原則，對田灣河梯級水電站實施集中控制調(diào)度運行，合理分配三個水電站的梯級出力任務。

4 基于水電站集中控制調(diào)度方案的應用軟件

基于節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法下水電站集中控制調(diào)度方案，在Microsoft Visual Studio.Net的集成開發(fā)環(huán)境下，開發(fā)出基于Internet的節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法下田灣河梯級水電站集中控制調(diào)度軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)作為田灣河公司信息化管理的組成部分，可以滿足梯級水電站日常調(diào)度的需要，為田灣河流域梯級水電站集中控制調(diào)度提供決策支持。該軟件系統(tǒng)在內(nèi)部局域網(wǎng)運行，并且能夠與外部Internet連接，該軟件以數(shù)據(jù)管理為中心，以輔助決策為目標，將梯級水電站中長期發(fā)電計劃制定、日前發(fā)電制定、日負荷分配、機組檢修、系統(tǒng)負荷要求等整合形成一體化的適應實際電力生產(chǎn)需要的梯級水電站集中控制調(diào)度系統(tǒng)。系統(tǒng)具有中長期決策分析模塊、短期決策分析模塊、日負荷分配模塊和發(fā)電計劃編制模塊共四大功能模塊。各功能模塊既可獨立應用，又能與其他相關(guān)模塊相互聯(lián)合，達到對電力營銷策略和特定任務的支持作用。另外，各功能模塊之間的信息能夠進行通暢的交換和共享，具備良好的加密拓展能力，兼顧了安全性和使用方便性的考慮，為田灣河流域梯級水電站的運轉(zhuǎn)、經(jīng)營和管理提供了良好的決策支持。

5 結(jié)語

該水電站集中控制調(diào)度方案從流域整體水能利用率最大化的角度出發(fā)，不僅使仁宗海龍頭水庫的年調(diào)節(jié)作用得到充分發(fā)揮，而且各梯級水電站之間可通過徑流、電力補償調(diào)節(jié)，使田灣河流域梯級水電站的水量、水頭得到充分利用。同時保證了下游金窩、大發(fā)水電站能夠完成省電力調(diào)度中心下達的計劃電量，也保證了當仁宗海水電站出現(xiàn)非正常棄水時，仁宗海水電站發(fā)電機組能夠位列下游金窩、大發(fā)水電站發(fā)電機組的前面，滿足了國家的節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法。此外，基于該集中控制調(diào)度方案，開發(fā)出了水電站集中控制調(diào)度軟件系統(tǒng)。為進一步推動節(jié)能發(fā)電調(diào)度工作的開展奠定了基礎。

［1］王雅軍.流域梯級水電站集中控制運行模式探討［J］.水電與新能源，2013（4）:8-11.

［2］田碧，李榮.田灣河流域梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度淺析［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（4）:141-142.