梯級水電站實時優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟運行分析探討

文強

摘 要：水力發(fā)電作為我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，其發(fā)展不但是對人們生活的保障，更是促進我國經(jīng)濟發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。水電站是水利發(fā)電的主要場所，主要職能便是實現(xiàn)江河水資源的有效管控，為電力企業(yè)的電網(wǎng)提供電源支持。梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度是我國目前水利工程中主要的發(fā)展方向，做好梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度能有效降低發(fā)電成本，實現(xiàn)水電站的穩(wěn)定運行，并且實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文通過對近幾年我國梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度策略實施的調(diào)查分析，主要闡述梯級水電站優(yōu)化調(diào)度的必要性以及現(xiàn)狀，并提出其中存在的問題，提出其經(jīng)濟運行該遵守的原則，希望能對我國水利發(fā)電工程提供參考。

關(guān)鍵詞：梯級水電站 優(yōu)化調(diào)度 經(jīng)濟運行

中圖分類號：TV737 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（a）-0164-02

我國目前的電能生產(chǎn)方式主要有火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及水利發(fā)電等方式?；鹆Πl(fā)電是我國目前主要的發(fā)電方式，但是其資源消耗巨大。對環(huán)境污染嚴(yán)重。所以，水利發(fā)電由于其環(huán)保性與資源耗費較少的特點被逐漸重點利用。三峽水電站與劉家峽水電站已成為我國區(qū)域電力生產(chǎn)的主要來源，其每年產(chǎn)生的效益在很大程度上影響著國家的經(jīng)濟發(fā)展。通常來講，水電站的優(yōu)化調(diào)度是為滿足經(jīng)濟指標(biāo)，比如梯級水電站要求的月度發(fā)電量、成本控制、增大收益等。那么如何才能優(yōu)化梯級水電站的開發(fā)與資源利用，成為水力發(fā)電發(fā)展的首要問題。

1 梯級水電站實施優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟運行的必要性

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷加快，水電站的建設(shè)發(fā)展技術(shù)也在不斷提高，流域綜合規(guī)劃管理方式的轉(zhuǎn)變，使得梯級水電站的發(fā)展水平逐漸提高。就目前我國的水電形式而言，電網(wǎng)管理模式愈加完善，梯級水電站的任務(wù)就是接收電網(wǎng)的主要負荷，減輕主網(wǎng)壓力，能有效節(jié)約發(fā)電成本，并且使發(fā)電效率得到有效提升，實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展需求的精細化管理。實現(xiàn)我國電網(wǎng)整體的運行效率，就必須加強梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度，落實其經(jīng)濟化運行。我國目前能源較為緊張，經(jīng)濟發(fā)展受到很多方面的影響，而梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度以及經(jīng)濟化運行能夠減少水電站水輪機組損耗，并且還能提高發(fā)電效率，為我國的資源合理利用提供支持。（見圖1）

2 梯級水電站經(jīng)濟運行現(xiàn)狀

就目前我國對于梯級水電站的經(jīng)濟化運行而言，已經(jīng)取得了不錯的應(yīng)用成果，成功案例也有不少，比如我國黃河流域的龍羊峽與劉家峽水電站，主要實行短期調(diào)度；而瀾滄江流域水電站主要實行短期聯(lián)合經(jīng)濟調(diào)度，都使水電站的運行能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟化。當(dāng)然，流域不同其經(jīng)濟化運行方式也就不同。即使是相鄰流域的梯級水電站，在實時優(yōu)化調(diào)度的側(cè)重點也是不同的，梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度需要結(jié)合流域特點以及水電站自身的優(yōu)點，利用連續(xù)線性規(guī)劃方式建立優(yōu)化調(diào)度模型，制定合適的優(yōu)化方案。

3 梯級水電站經(jīng)濟運行中做存在的問題

3.1 水與電的脫節(jié)

水利發(fā)電，顧名思義，是需要水利和電力兩個系統(tǒng)的相互配合。水利系統(tǒng)的職責(zé)為防洪、發(fā)電以及航運，其中主要以防洪為主。同時還需要對管轄區(qū)域內(nèi)的水資源進行合理分配。電力系統(tǒng)的職責(zé)主要是維護電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，使各發(fā)電環(huán)節(jié)之間能夠有效串聯(lián)，水電站是電力系統(tǒng)的主要組成部分。水利系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的調(diào)度是由行政單位管制的，其統(tǒng)一調(diào)度的執(zhí)行受到一定阻礙，在市場經(jīng)濟環(huán)境下的如今，水利系統(tǒng)和電力系統(tǒng)之間嚴(yán)重脫節(jié)，統(tǒng)一調(diào)度難以實現(xiàn)。

3.2 流域內(nèi)水電站聯(lián)合補償調(diào)節(jié)程度低

梯級水電站并不是獨立存在的水電站，都是多個集中并且相互聯(lián)系緊密的形式。一個流域中存在多個梯級水電站，但是管轄單位卻是不同的，這樣的管理模式使得梯級水電站之間的調(diào)度存在著非常大的限制。雖然水電站水庫群理論的觀念也在不斷轉(zhuǎn)變，但是在實際應(yīng)用中還是存在較大的難度。流域內(nèi)水電站聯(lián)合補償調(diào)節(jié)程度低，主要是因為距離遠，難以管理，導(dǎo)致綜合管理混亂。

3.3 梯級水電站運行不穩(wěn)定

梯級水電站運行的不穩(wěn)定主要表現(xiàn)在運行過程中的不確定因素較多。比如，不同水電站的電網(wǎng)負荷需求不同，在優(yōu)化調(diào)度時，計算的復(fù)雜可能會導(dǎo)致調(diào)度結(jié)果偏差；水電站機組的啟停次數(shù)、穿越振動區(qū)數(shù)、實時運行中負荷波動會在造成機組相應(yīng)出力存在較大變化，對數(shù)據(jù)難以有效穩(wěn)定掌控。同時，調(diào)度模型的假設(shè)與計算也可能導(dǎo)致與實際有較大出入。

4 梯級水電站實時優(yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟運行的原則

4.1 一個電源節(jié)點統(tǒng)一調(diào)度原則

要實現(xiàn)AGC/EDC的有效調(diào)控，必須遵守調(diào)度與經(jīng)濟運行原則。要保證一個電源節(jié)點能夠統(tǒng)一調(diào)度。在對梯級水電站進行實時優(yōu)化調(diào)度時，若是使用多個電源節(jié)點進行調(diào)度，會造成調(diào)度之間的矛盾不斷產(chǎn)生，難以對問題進行分析和解決，而使用一個電源節(jié)點，可以有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的簡化，并且能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與失效性。

4.2 安全原則

在實施梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟運行時，要注意保護水電站與機組自身的安全。梯級水電站所使用的基本都是沖擊式機組，這種機組具有轉(zhuǎn)速高、水頭高、容量大的特點，本身就具有較大的危險性，所以在運行時要注意對水位和流量的保護。同時，要對機組進行定期檢查，安裝實時監(jiān)控系統(tǒng)，確保機組20h都在可監(jiān)控范圍之內(nèi)，對出現(xiàn)的故障要及時排查，以免出現(xiàn)安全事故。

4.3 經(jīng)濟原則

梯級水電站的經(jīng)濟運行主要就是要保障經(jīng)濟的穩(wěn)定。要實現(xiàn)這一點，就需要對江河水資源的充分利用。在對電站機組負荷調(diào)整的過程中，必須按照規(guī)定順序展開工作，而且必須保障電能質(zhì)量與電能供應(yīng)沒有任何故障。同時，實時監(jiān)控系統(tǒng)需要對水位進行檢測，做到合理調(diào)節(jié)，在水位到達標(biāo)準(zhǔn)后，對水流入庫和出庫的量要控制好，有效調(diào)節(jié)水流量和水位。

5 結(jié)語

隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展越來越快，社會發(fā)展對能源的需求也越來越高。其中電能作為人們?nèi)缃褓囈陨娴馁Y源，其發(fā)展受到社會各個行業(yè)的高度重視，也是企業(yè)發(fā)展的必要前提。想要有效發(fā)展水電工程，就必須加強梯級水電站實時優(yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟運行方案的實施，將水資源充分利用，提高發(fā)電效率，從而滿足社會要求，促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻

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