水力發電站的調度管理

李玉明

(遼寧省觀音閣供水有限公司，遼寧 本溪117100)

由于國家的大力推動以及水電能源的優勢，水力電站，尤其是中小型水力電站日益成為電力能源的重要組成部分。但水力發電站在運行過程中也存在不足:設備維修保養理念淡薄、安全管理不到位、漠視設備安全隱患、相關技術資料管理混亂以及責任管理不夠重視等忽略環保效益，而片面追經濟效益的現象。

1 水力電站運行效益的主要影響因素

以梯級水庫為例，通常發電方式決定于來水情況。

1)水庫調節性能決定了水庫的不同運行方式，水庫一般有多年調節水庫類型、季調節水庫類型、周調節水庫類型以及日調節水庫類型:

日調節水庫調節庫容小，應與上游電站的運行方式同步調整，如果調整不協調，則會降低水能的利用效率，也就是會產生棄水;周調節水庫的調節庫容，但調節量還是存在一定的局限，水庫運行方式的調整通常需要提前數小時至一、兩天時間，如果處理不當，則會造成發電效益的經濟損失;季調節水庫與多年調節水庫調節庫容比較大，此類型的水庫運行方式，為了騰出庫容以備調蓄汛期洪水，需要在汛期到來前3 ～4個月內，加大發電方式逐步消落水位，從而充分協調水庫的蓄泄關系［1］。

2)水力發電站并網的電壓等級，會因其在電網中的地位以及功能有所差異，即梯級電站高度權屬不同，會直接影響到其水能優化效果;按照華中電網調度權限劃分慣例，當電站的電壓等級為220 kV時，由省進行調度;當電站的電壓等級為500 kV時，由華中網來進行調度。在調度管理體制方面，網調與省中調屬于上下級管理關系，發電方式要在兩者所屬電站之間進行實時調整，操作非常不容易，所以如何處理好兩者關系，是梯級電站運行管理的一大難題。

3)水庫發電效益的另一個重要的影響因素則為汛期水位，對水力發電站來說，如果錯過了蓄水時機，沒有水量可蓄，結果可想而知，水庫的整個供水期將受到直接的影響;但汛限水位的控制，按照國家防洪法相關規定，完全取決于防汛部門的指揮。

4)運行管理與電網需求之間的協調，如調壓、調頻、調峰、電量、電力以及事故備用等因素都屬于電網需求，當這些因素處理不好，也會對水力發電站的運行產生比較大的影響［2］。

2 水力發電站的調度管理

要提高水力電站的經濟效益與環境效益，技術管理必不可少，特別是中小型水力電站，更應著眼于水力電站的經濟運行與人身安全，在此基礎上提高勞動生產率，如合理利用水力資源，提高整體管理水平，降低勞動成本，從而使水力電站的穩定、持續、快速發展。以下將從調度角度，談談如何處理蓄瀉的關系，以達到合理調用水資源提高效益的目的［3］。

2.1 調度方案的基本原則

上游電站的運行方式在梯級水庫形成后，直接由下游梯級電站的運行方式所決定。從發電效益最大化出發，只有充分發揮梯級水庫綜合效益才有望實現。水力發電站控制中心，應綜合考慮上述各種因素，科學制定水庫的中長期運行方式，以日常方式優化高度措施。其次需要考慮水庫的補償效益，①是處于枯水期、平水期階段時，為增加發電效益，提高整個流域電站水能利用率，實現以豐補枯，應加大發電方式為下游電站補充水量;②是在汛期階段，為降低下游水庫棄水的損失，可進行攔蓄洪水處理，同時為最在限度利用汛限水位以上的防洪庫容，在洪水資源豐富的階段，多增加發電方式，使水資源得到充分利用。另外，由于水情有時變化無常，水情預報難免會出現誤差，發電計劃就需要做出一些調整，以降低棄水的產生，影響到水力發電站的整體發電效益，如果是梯級電站類型的，可暫時將棄水風險電站的負荷轉移到有可能棄水的電站。

2.2 以實例分析洪水調度方案

該水力發電站的主要設備情況大致為:①河床電站安裝4 臺燈泡貫流失式水輪機組，6 孔泄洪閘設計泄洪流量大概6000 m3/s;②以發電為主的河床電站裝機4 臺，保證出力51 MW，裝機容量為116 MW，機組年利用小時達5 129 h，多年平均發電量高達5.5 億kW·h;③電站裝機1 臺，容量為3.1MW;④機組年利用高達2 942 h，年灌溉天數高達161 d;⑤該水力發電站總裝機大概12萬kW，總庫容高達2500 多萬m3，灌溉面積也高達5.67 多萬hm2，由此可見該提供生態用水、發電以及灌溉為水力發電站的主要作用。

水力發電站運行中經過沖淤平衡后，正常蓄水位以庫容下比原始庫容(2 583萬m3)下降了1473萬m3。沖淤平衡后水庫無法進行不完全日調節，這是由于調節庫容小于枯水日來水量的20%，即正常蓄水位1 240.5 m至死水位1236.5 m之間的調節庫容僅為937萬m3。基于上述問題，有必要處理蓄瀉之間的關系，具體為協調“發電、防洪、灌溉”三者之間的關系，在實踐中制定了以下7 點有效的洪水調度解決措施:①為保證大壩安全，當入庫流量達到設計及校核洪水時，涉及到泄水的建筑物全部投入泄洪;②當入庫流量的變化范圍處于5 000 m3/s ～6 000 m3/s時，排沙孔全部開啟泄流，即該水力發電站6 孔泄洪閘泄水全部都開啟;③當入庫流量變化范圍處于4 000 m3/s ～5 000 m3/s，只需輪流開啟部分排沙孔輔助泄流，即此階段只需要開啟4 孔泄洪閘泄水。同時當洪水變化幅度比較明顯，如上漲或下落速度比較快時，調度的重點則在于依靠調節泄洪閘的開度或機組負荷來泄水;④當入庫流量的變化范圍處于3 000 m3/s ～4 000 m3/s時，與前面第3點差不多，不用全部開啟泄洪閘泄水，如開啟3 ～4孔泄洪閘泄水，通過部分排沙孔開啟來輔助泄流，且當洪水變幅比較明顯時，幅度上漲或下落比較快且比較大時，則穩定庫水位的調度措施主要依靠調節泄洪閘的開放或機組負荷;⑤當入庫流量的變化范圍處于2 000 m3/s ～3 000 m3/s時，調度的重點依然為只需開啟部分排沙孔輔助泄流，此階段通常只需開啟2 孔泄洪閘泄水便可，當出現洪水漲幅或下落幅度比較大且速度快時，也可以通過機組負荷或泄洪閘來合理調度;⑥當入庫流量的變化范圍處于1 600 m3/s ～2 000 m3/s時，調節庫水位時一般只需開啟1 孔泄洪閘泄水便可;⑦當入庫流量＜1 500 m3/s時，庫水位的調節原則主要以灌溉發電為主，且以不棄水多發電為輔。此外，為了降低高含沙水流對機組的磨損，且根據設計要求，當水庫過機含沙量＞30 kg/m3時，水力樞紐保持正常排泄，機組則進行停機不發電處理。實踐運行中調度管理結果表明，經過水庫淤積情況，經過上述調水拉沙等處理措施，庫容恢復了510萬m3，且經過再次調度拉沙，庫容再次增加400 多萬m3。

3 結 語

綜上所述，水力發電站的調度管理，尤其是梯級類型的水力發電站，所涉及的管理因素多方面，這需要我們立足于長遠效益，積極處理眼前的調度優化管理，爭取最大限度地利用水資源。

［1］袁宗強，樊敏. 鹽井水利工程壩址右岸鼻梁山嘴穩定性分析［J］. 小水電，2010(04):22 －26.

［2］林曉霖，龔昌棟. 趙山渡引水樞紐工程大壩監測系統改造設計［J］. 小水電，2010(04):46 －49.

［3］穆武昌. 臨滄三級電站前池及管床固結灌漿施工技術［J］. 小水電，2010(04):61 －63.