田灣河流域“一庫三級”水電站的經濟運行

熊長青，林伊邦，葉汶欣

（四川川投田灣河開發有限責任公司，四川 成都610213）

1 概況

田灣河梯級電站按“一庫三級”從上至下串聯布置，天然落差2120m，每個電站均安裝2臺單機120MW的沖擊式水輪發電機組，其中金窩1號機組已完成技改擴容至140MW，總裝機容量740MW。

2 “一庫三級”電站取水方式

仁宗海水庫正常蓄水位2930.00m，水庫死水位為2886m，正常蓄水位以下庫容1.09億m3，調節庫容0.91億m3，具有年調節能力。

金窩電站首部區間流量采用底格欄柵取水（生態流量除外），設計取水能力8.5m3/s金窩電站調節池調節庫容7萬m3，具有一定的日調節能力。

大發電站首部區間流量采用底格欄柵取水（生態流量除外），設計取水能力16m3/s；大發電站調節池調節庫容5.73萬m3，具有一定的日調節能力。

3 “一庫三級”電站水的經濟分配策略

下一級電站的發電能力受上一級電站發電能力影響很大，龍頭水庫（仁宗海水庫）水的利用起著決定性的作用。

3.1 仁宗海水庫水能利用經濟分配策略

1）分配依據如圖1所示。

2）經濟分配策略

圖1 仁宗海水電站水庫調度圖

根據水情多年統計的田灣河流域流量，得出月平均流量，因田灣河按照清水不下河的設計思想，主汛期7、8、9月份，金窩和大發閘首不取含沙量大（含沙量大對水斗轉輪磨損嚴重）的區間水為原則，可以測算得出每月和每日的發電計劃，如表1所示。

3.2 區間流量和具有日調節能力的調節池經濟分配策略

以滿足給定總負荷條件下，少用水庫中水，盡最大可能利用區間水發電，保證兩調節池不棄水為原則。

EDC面向流域全部機組，對全流域的機組控制有效；AGC面向單站機組，各站AGC功能不相關，僅對單站機組控制有效，負荷控制為單站控制或EDC控制，不能直接接受省調命令；EDC調節方式分為開環和閉環，開環時，EDC分配的有功值只起指導作用，只有在閉環方式下，EDC分配的有功值才下發到各電站機組有功調節功能塊。

表1 各水期仁宗海水庫水位負荷分配策略

3.3 田灣河梯級水電站EDC優化調度目標函數

式中N為水電站的個數；Zui為第i級電站上游水位；Zsi為第i級電站上游設定水位；Qi為第i級電站發電流量。當時，ξi=1；當時，ξi=0；ΔZi為第i級電站上游設定水位的死區值。

梯級水電站EDC負荷調整策略的主要思想是當非首級的某級電站庫水位過高時，該級電站多帶負荷，反之，該級電站少帶負荷。

3.4 田灣河梯級水電站自動發電控制系統AGC控制策略

AGC控制的功率為：

PSET：給定的單站總負荷；

不參加AGC運行機組的實發總有功。

3.5 單臺水輪發電機組調速器最優經濟運行策略

調速器采用PID調節，有噴針開度控制、頻率控制和功率控制三種控制方式的六噴六折液壓操作系統。通常并網前采用頻率控制，并網后采用功率控制方式，在手動方式下為開度控制。

機組單噴針開機并網，當流量大于5.5%額定流量（金窩：負荷大于6.3MW）時，由單噴針切為雙噴針；單站內水斗式水輪發電機接收到AGC分配的有功值后，根據效率投入噴針數量，當流量小于3%額定流量(金窩：負荷小于1.6MW)時，由雙噴針切為單噴針運行；始終保持最優工況運行。如表2。

表2 機組負荷變化調速器噴針切換點 單位：MW

4 結束語

合理利用好具有年調節能力的水庫、再用軟件流域經濟調度控制EDC，利用好區間流量和日調節能力的調節池，在總負荷給定條件下AGC建議其流域梯級電站工作機組最優臺數、組合及啟停次序、機組間負荷的最優分配、配合智能的調速器最優工況運行，實現一庫三級水電站的經濟運行，保證了以最小的水量產生最大的電量，提高水電站的總效率，減少資源的消耗，也減輕了運行人員的工作量。