四川電網節能發電調度的措施及節能效果

王 超，唐茂林，楊 可

（四川省電力公司 調度中心，成都 610041）

2007年10月，四川省電力公司作為國家首批節能減排發電調度試點單位，在電力系統安全穩定運行、可靠連續供電的前提下，根據國家發展和改革委員會《節能發電調度辦法》、《節能發電調度辦法實施細則》和《四川省節能發電調度試點工作實施方案》，嚴格依據節能發電調度機組發電排序表，實施節能調度，確保實現節能減排的目標，最大限度地降低電力行業的能源消耗水平，減少環境污染。

1 節能發電調度試運行期間出現的問題

國內學者和調度機構對節能發電調度的探索、研究的成果［1—3］很多，部分成果［3］已應用到實際生產中。從傳統發電調度模式（如計劃發電模式、發電側電力市場模式、電網公司最小購電費用模式）到節能發電調度模式的轉變，必然會帶來一系列問題，需要迫切解決，如電網安全、企業經濟效益、調度管理等。

1.1 豐枯期負荷特性的不同，導致火電、水電出力調整不同

四川省作為全國水電資源大省，水電比重大，電網水、火電并存。因此，四川電網供電能力受來水的影響，呈現明顯的季節性特點，即枯水期電量偏緊、豐水期電量富余。針對這一特點，調度員在實時調度過程中，就不可能嚴格按照節能調度發電機組排序表實施調度工作，豐水期、枯水期、平水期、電力不足運行方式（夏季）、電量不足運行方式（冬季）、水、火電在不同季節及單日不同時段發電負荷變化大、峰谷差大等不同時期，需要采用靈活措施來保證電網安全穩定運行。

1.2 保證電網安全穩定運行前提下，影響節能調度機組啟停排序

由于四川電網與國家電網網絡聯系薄弱，絕大部分地區500 kV和220 kV網架仍保持電磁環網運行，電網運行仍然存在諸多薄弱點和危險點。按機組發電序位表確定的開機方式和負荷分配結果，將使部分輸電斷面潮流長期處于重載或過載、地區電壓過低等狀況，主要表現在以下方面：①電網安全約束使局部地區火電廠無法按節能發電調度排序；②水電送出通道潮流過載問題突出，“卡脖子”現象仍然存在；③新設備投運可能影響現有電網潮流分布，增加薄弱點；④特殊時段局部地區電網的安全約束影響流域水電廠發電排序。

1.3 設備倒閘操作對節能調度實施效果的影響

按照電網調度管理規程要求，調度員在對電網設備進行操作前后應考慮斷面穩定控制、電壓、頻率、潮流越限等問題，并采取相應措施，這就可能影響節能調度的效果。此外，各廠站運行人員對調令執行的操作效率或誤操作，也會影響節能調度的效果。

1.4 電網重大檢修運行方式變化或特殊運行方式影響節能調度效果

在四川電網的不斷發展、完善進程中，電網重大檢修運行方式變化或特殊運行方式，無論規模、時間跨度，還是影響范圍都不斷擴大，必然影響相關發電企業機組發電能力，進而影響節能調度的效果。

1.5 節能調度對“三公”調度的影響

電網調度員在實時發電調度工作中，按照節能調度原則制定的發電機組排序表安排電廠負荷調整，必然影響“三公”調度的執行情況，主要表現在以下方面：

（1）同一流域上下游水電廠地理位置關系與節能發電排序位置不對應。調度員在實時調度過程中發現，各流域的水電廠若按照節能發電排序位置進行增減發電負荷、棄水、蓄水等調度，會影響同一流域發電廠的發電電量、發電低高比，造成棄水電量的倒置，降低“三公”調度工作的執行力度。

（2）同一流域上游水電廠機組非計劃停運，影響下游水電廠發電效益。同一流域上游某一電廠機組出現非計劃停運的情況，若不棄水，就不能保證下游電廠來水要求，必然影響節能調度發電排序較前的下游電廠發電效益，也不能保證電網正常的負荷平衡和安全穩定運行。

（3）火電機組調峰能力的差異，影響發電電量和低高比平衡。火電機組因設備、煤質、運行維護質量等原因，造成各火電企業機組調峰能力差異大，進而影響火電發電電量和低高比的不平衡。

1.6 節能調度對調度管理工作安全的影響

按照節能調度的實施要求，大量的地方電廠納入省調統一調度管理，由于這部分電廠普遍存在著人員素質參差不齊、技術裝備落后、自動化水平低、執行調度指令的自覺性不強及管理不規范等情況，給省調調度員的調度管理工作帶來極大的安全隱患。

1.7 發電企業自身內部因素影響節能調度效果

四川電網內各發電企業由于歷史條件、組成成分、隸屬機構、企業管理等原因，造成各發電企業機組運行情況差異很大，也給節能調度工作帶來影響，主要表現在：①火電機組調峰能力；②電煤供應情況；③發電機組運行情況；④水電企業人員水情預測能力。

1.8 電廠輔助服務對節能調度的影響

2009年，國家電監會正式發文開始試運行發電企業輔助服務補償規定，這將改變原有發電調度輔助服務模式，雖然有利于電網安全穩定運行，但是會影響節能發電調度效果，主要表現在以下方面：①機組自動發電控制（AGC）。電網機組AGC調節容量的要求，壓縮了其它非AGC機組的節能發電空間；②保證電網電壓穩定要求的機組調相運行。負責電網調相運行的機組，其發電容量也壓縮了其它調相運行機組的節能發電空間；③機組調峰能力補償。調峰能力強的機組影響排序較前的調峰能力弱的機組的節能發電效果。

另外，機組的一次調頻功能、排序較前的燃氣機組啟停調峰等機組輔助服務補償問題，都可能影響調度員實施節能調度效果。

2 節能發電調度措施分析及實施效果

2.1 措施分析

通過對以上問題分析、研究，調度員在實施節能調度過程中，針對電網運行的薄弱點和危險點，深入地研究節能發電調度規則，從節能減排角度出發，探索出如下有效措施：

（1）值班調度員根據超短期負荷預測或人工估算，確認全網或局部電網發電偏差，補充輸入機組非計劃停運、機組因煤質差（水頭低）減發出力、電網臨時檢修等約束條件后，制定實時調度計劃（含安全校核）。對全網性發電偏差由全網發電機組按節能調度排序進行分配（各臺機組的上下限出力按節能調度處前日計劃中確定，值班調度員可修改，下同），安全校核按缺省模式進行，如有臨時安全約束，由值班調度員臨時輸入；對局部電網發電偏差可由值班調度員指定局部電網發電機組承擔，按節能調度排序進行分配，局部電網平衡后造成的全網不平衡部分由其余地區發電廠按節能調度原則承擔。

（2）調度員在系統操作前，先進行分析計算，做好事故預想和預案，盡可能降低系統操作，降低電網重大、特殊運行方式對節能調度實施效果的影響。

（3）調度員在實時發電調度過程中，視情況，允許將發電低高比等“三公”調度指標作為約束和排序條件，關注各發電企業發電計劃曲線，嚴格執行發電考核制度，最大限度保證“三公”調度。

（4）提供多種靈活的選擇方式供值班調度員選擇發電偏差承擔電廠，電廠組合選定后均按排序分配偏差，其余未選定電廠不參與分配。

（5）在保證電網安全穩定運行的前提下，嚴格按照發電排序表要求，通過程序計算［3］結果，合理安排參與輔助服務的機組發電容量。

（6）盡力實現上下游水電站之間聯合調度，做好特殊時段、特殊要求下的水火電優化調度工作。

（7）除高溫或高寒天氣等特殊時期外，火電盡可能按最小方式運行開機，通過高峰時段短時外購華中電網其他省市電力，最大限度減少低谷水電棄水。

2.2 實施效果舉例

通過綜合采用以上措施實施發電調度，四川電網節能發電調度取得明顯效果。下面以枯水期和豐水期2個時期執行情況為例，來說明節能效果。

（1）以2008年12月枯水期節能發電調度實施結果為例，在水電發電電力、電量不足的情況下，火電開機和發電按負荷平衡情況和發電排序表安排，省調直調水電廠水能利用率提高6.78%，同比提高4.6%，直調火電廠煤耗339 g/kWh，同比降低14.9%。水電無棄水情況，火電節能減排效果明顯。

（2）以2009年7月豐水期節能發電調度實施結果為例，在面臨惡劣自然條件（高溫、強雷暴雨、洪峰等）、電網重大檢修方式、火電廠煤質差異大等各種影響電網安全穩定運行的環境下，通過采用上述措施，合理安排水電發電，火電按最小開機方式發電，省調直調水電廠水能利用率提高8.27%，同比提高3.3%，直調火電廠煤耗303 g/kWh，同比降低25.3%。水電棄水電量同比大幅降低，最大程度地利用了清潔能源，減少CO2、SO2排放，符合低碳經濟發展要求。

［1］ 趙風云.對新型節能發電調度方式的探討［J］.電業政策研究，2007（3）：23-24.

［2］ 梁志宏.集散式交易模式：節能調度的有效選擇［J］.中國電力企業管理，2007（3）：13-15.

［3］ 王超，張曉明，唐茂林，等.四川電網節能減排發電實時調度優化模型的研究［J］.電力系統自動化，2008（4）：89-92.