濰河諸城段徑流式水電站優化調度探討

張衛勇，王建勛 ，桑德新

（1.山東省膠東調水工程寒亭管理站，山東 濰坊 261100；2.諸城市水利水產局，山東 諸城 262200）

諸城市位于山東半島東南部，境內河流眾多，主要包括濰河及其支流涓河、渠河、百尺河等。諸城市地勢南高北低，水流落差較大，水力資源較豐富。全市水力資源理論蘊藏量18 700 kW，可開發利用9 093 kW。截至2013年，濰河諸城段干流建成水電站5座，總裝機5 280 kW，其中壩式水電站1座，即墻夼水電站；徑流式水電4座，即栗元水電站、拙村水電站、道明水電站、古縣水電站。

1 水文水資源條件

諸城市靠近黃海，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，冷熱干濕差異明顯，降水量季節性變化明顯，年際變化大，地域分布差異性較大。

據統計，諸城市多年平均降水量754.3 mm，其中1991—2013年年均降水量731.8 mm，年內降水集中在汛期，尤其是主汛期。據1991—2013年降水量統計，每年6～9月的降水量約占全年79.1%，7～8月的降水量約占全年49.1%。境內多年平均地表水資源量4.59億m3，偏豐年6.56億m3，平水年4.09億m3，偏枯年2.62億m3。

2 水電站運行現狀

濰河諸城段干流已建成徑流式水電站4座、景觀用攔河壩1座等5處大中型水利工程，即栗元水電站、拙村水電站、道明水電站、古縣水電站及密州攔河壩（橡膠壩式），具體如下：

1）栗元水電站位于涓河入濰河口下游0.5 km處，始建于1967年，2008年移址新建，2009-04竣工。工程由橡膠壩、電站、交通橋等組成，蓄水量430萬m3。電站裝機3臺，水輪機采用軸流式ZDT03-LH-140型，發電機采用SF-200-24/1730型，單臺200 kW，總裝機600 kW，設計年均發電量100萬kW·h。2）密州攔河壩位于栗元水電站下游5.8 km處，2008年建成。工程由橡膠壩、調節閘等組成，蓄水量488萬m3，主要為景觀用水、企業供水及下游補水。3）拙村水電站位于密州攔河壩下游4.3 km處，始建于1977年，2007-04移址新建，2008年竣工。工程由攔河閘、水電站、交通橋等組成，攔河閘設25孔提升式平板鋼閘門，蓄水量1 287萬m3。電站裝機3臺，水輪機采用軸流式ZDT03-LH-140型，發電機采用SF-400-20/1730型，單臺400 kW，總裝機1 200 kW，設計年均發電量200萬kW·h。4）道明水電站位于拙村水電站下游10 km處，始建于1983年，2007年移址新建，2009年竣工。工程由橡膠壩、水電站、調節閘等組成，蓄水量1 393萬m3。電站裝機3臺，水輪機采用軸流式ZDT03-LH-160型，發電機采用SF-400-24/2150型，單臺400 kW，總裝機1 200 kW，設計年均發電量200萬kW·h。5）古縣水電站位于道明水電站下游10 km處，始建于1959年，1973年擴建，2003年實施改造。工程由翻板閘、水電站、調節閘等組成，蓄水量459萬m3。現有發電廠房2座，發電機組5臺，水輪機采用2DJ-LM-120/3型，發電機采用TS173/17-24/3型，單臺200 kW，總裝機1 000 kW，年均發電量100萬kW·h。

以上5座水利工程共增加水域面積1000hm2，對增強城市防汛抗旱能力、增加工業用水量、改善城市水生態環境，起到了較大作用；同時，作為城區工業及景觀用水的水源，有助于改善城市面貌、提升城市形象、提高居民幸福指數。

3 運行特點

經過多年運行，4座水電站的發電主要具有以下特點：

1）汛期以防汛為主，河內控制水位較低，無法利用高水頭發電；且汛期因調洪、泄洪棄水較多，水量利用系數偏低，大量河水隨洪水入海，不能發電。2）非汛期來水較少、水量不足，各站以工業及景觀用水為主、發電為輔。為滿足工業及景觀用水需要，庫內水位變化較小，電站發電時數偏少，尤其是每年春季基本不發電。3）古縣水電站建成較早，為翻板式攔河閘，機組老化嚴重，易發生倒板棄水等情況。

4 優化調度

為充分利用現有水資源，提高水資源利用效率，增加經濟效益和社會效益，對4座水電站宜進行優化調度，具體方案如下：

1）成立電站管理科，由其統一調度管理各電站的放水、調洪及發電等工作。在各站安裝水位及雨量監測設施，隨時了解區間內的降水、來水及水位變化情況，為合理調度電站發電提供準確依據；并做好上下游電站的聯合運行工作，做到上下聯動，使水資源盡可能得到充分利用。

2）積極檢修，提前儲備易損元器件。汛前，安排技術人員對電站進行系統全面檢查，發現隱患及時處理，確保機組達到最優工況。同時備足易損元器件，對損壞的元器件及時更換，縮短停機維修時間，減少機組故障棄水，增加發電量。汛后，及時開展維護保養工作，保障機組正常運行，做到隨時來水隨時發電。

3）枯水期合理利用高水頭發電。每年1～4月屬枯水期，在枯水期采取蓄水增容、集中發電等方法，保持上下游較大水位差，盡可能利用高水頭發電，提高水資源利用效率。

4）重點做好汛期電站調度。一是積極與氣象部門溝通，獲取可靠雨量信息，合理控制閘壩運行水位。洪水入庫前，提前發電騰庫，增加發電量；洪水來時，配合泄洪，并使電站處于滿負荷運行狀態，在確保閘站安全的前提下保持最大出力；洪峰過后，及時逐步減少泄洪量，提高蓄水位，以發電放水代替提閘棄水。

二是加強濰河上游大中型水庫及重要支流的雨情、水情信息的收集工作，準確掌握上游雨情、水情，為合理調洪發電提供依據。了解濰河主要支流的蓄水情況，合理增加支流水工程及河道蓄水量，為水電站發電增加儲備水量。

三是汛期發電工作連軸轉，職工勞動強度較大，各電站均應做到合理安排發電值班，提高工作效率，減少工作失誤，保障機組安全穩定運行。

四是及時清除水面漂浮物，確保電站進水順暢。汛期，河道內雜草、樹枝等漂浮物較多，易堵塞電站進水口，增加停機次數。為此在水電站攔污柵上游10～20 m處設置2 m深的攔草網一道，以便于漂浮物的淤積及清理。

五是古縣水電站屬翻板式攔河壩，應根據上游來水情況，在確保水工程安全的前提下，適時開啟調節閘，盡可能減少水電站翻板閘倒閘次數，減少倒閘棄水，增加發電量。

六是汛末及時蓄水增加庫容，根據上游來水量，發電時自下而上，提高上下游水位差；蓄水時自上而下，提高閘前水位，以發揮水資源最大效益。

5 結語

徑流式水電站發電受氣候、降雨、來水量、洪水過程、城市防汛及景觀用水要求等因素影響較大，年際發電時長變化較大，但通過合理調度、減少不必要棄水，能有效提高發電量、增加發電效益。通過對濰河諸城段4座徑流式水電站實施優化調度后，發電量呈逐年遞增的趨勢，說明電站優化調度方案合理，能有效增加發電量，提高經濟效益和社會效益。