新形勢下水電集控運行工作的發展變化及對策

唐世戡

（五凌電力發電集控中心，湖南 長沙410004）

0 引言

水力發電是我國電力生產的重要形式之一，安全生產對發電企業來說都是首要任務，在電站安全運行的眾多關鍵因素中，做好運行值班工作是確保發電企業安全運行的重中之重。近年來，隨著流域開發規模逐漸擴大、新電改的進一步深化、電網結構的不斷變化等，給水電運行提出了更高的要求。為了適應新形勢的發展需求，水電運行必須要結合實際情況對崗位要求、管理模式進行科學有效的改進。

五凌電力發電集控中心成立于2010年3月，目前五凌電力12座常規水電廠、54臺機組已全部接入遠程集控，受控容量466萬kW，全部接入湖南電網。集控中心將12個水電廠劃分為5個區域，實行“一人一席多廠”的區域值班模式，值班時每個區域配置1位區域值長，負責其值班區域2～3個水電廠設備的監視與控制。

1 水電運行變化趨勢和發展變化

自國家實施西部大開發戰略和西電東送以來，我國水電開發投資向主體多元化發展，梯級開發逐漸流域化。為實現梯級水庫聯合調度，梯級電站機組優化控制，提高經濟效益，發電集控中心已成為各流域水電公司的發展趨勢和方向。隨著水電梯級開發以及發電集控中心的成立，各水電公司的廠站運行管理模式也在不斷的發展和變化。就以五凌公司為例，自1994年五強溪電廠投產到2010年五凌發電集控中心成立，水電運營管理模式經歷了“機電合一”到“無人值班、少人值守”再到“遠程集控、無人值班、少人值守”的轉變。

在發電集控中心成立建設之前，各廠站傳統的運行管理基本上都是以單一廠站的安全、經濟運行為主要目標。各電站不管是運行調度還是水庫調度，都是各自單獨與電網調控機構的對應部門進行聯系，來維持電站調度業務的正常開展。傳統電站的運行管理基本上都是單兵作戰，只從自身的利益出發，基本上不會站在整個流域、電網區域層面考慮。從技能要求上只要熟悉自身特點、掌握所需運行業務技能即可。發電集控中心成立之后，再加上電網結構變化、流域自身特點、電改持續推進等諸多因素，對運行值班人員來說，要想做好運行工作，除了掌握傳統運行業務必備技能之外，還需要對電網結構變化、負荷潮流限制、流域電站優化配合、電力營銷等知識進行熟悉和掌握。

1.1 電力深化改革引起的變化

2015年3月，國務院下發《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》（國發〔2015〕9號），標志著新一輪電力體制改革正式開始。新電改對發電企業來說，將由單一能源企業向綜合能源供應企業轉變，即由單純的發電向發售電、提供綜合能源解決方案、為用戶提供合同能源管理等綜合業務轉變，市場營銷模式由過去的“跑電網”要電量、“跑政府”核電價轉變為“跑市場”搶電量、“跑客戶”談電價。

新電改突出市場化，讓電力行業從半封閉走向更開放，在新電改初期，發電計劃電量與市場電量并存，市場電量比重逐漸增加。在湖南省，目前水電廠的月度發電計劃由優先發電計劃和當月市場合同電量共同組成，優先發電計劃是指水電站近5年實際發電量平均值。結算模式采取月結月清模式，水電企業按近5年發電量均值下達的月度發電計劃，是不能進行滾動調整的，少發時計劃作廢，多發時如果擠占了火電及基數電量時，需對火電進行補償，承擔巨額補償費用。且在月度交易時，預測發電計劃超過優先發電計劃的電廠均需進入市場，若不進市場擠占火電市場合同，則需承擔火電下調補償及一般合同差價。因此，做好發電負荷預測與發電運行方式優化，是新形勢下運行工作中的一項重要內容，負荷預測、計劃編制是否準確，將直接影響電廠的經濟運行以及公司的經營目標。

1.2 電網結構發展引起的變化

（1）祁韶直流入湘帶來的變化

近年來，隨著國家電網公司“一特四大”戰略深入推進，特高壓電網加速發展，西電東送、北電南送的能源配置格局逐漸形成?？缭胶系貐^境內±800 kV特高壓直流線路復奉、錦蘇、賓金線分別于2010年、2012年、2014年相繼投運，2017年祁韶特高壓直流帶電投運，接入湖南韶山換流站。祁韶直流入湘后，不管是對電網還是發電企業都有一定的影響。對電網來說，在不同電網負荷情況下，湖南對電網的穩控策略和220 kV及以上水、火電并網機組旋轉備用有了更嚴格的控制要求。對電廠來說，湖南電網實時調峰能力下降，火電廠利用小時不可避免下降，水電廠豐水期低谷將不可避免存在棄水調峰。因此，應及時了解高壓直流功率和湘鄂聯絡線功率，了解湖南實時負荷動態，根據各電廠實際情況，及時向調度申請負荷，合理控制庫水位。

（2）負荷斷面受限帶來的變化

五凌發電集控中心12個常規水電廠全部接入湖南電網，負荷斷面受限情況主要集中在220 kV及以上的網調、省調電廠，以公司湘西南電網部分接入電廠斷面情況為例，接線示意見圖1。

圖1 湘西南五凌公司斷面受限示意圖

牌長艷宗500 kV斷面：在湘西南外送穩控策略投入且牌樓主變功率下網大于10萬kW時，三板溪、白市、黔東電廠并網機組出力之和控制在210萬kW；在湘西南外送穩控策略退出時，三板溪、白市、黔東電廠并網機組出力之和控制在130萬kW。

艷牌500 kV斷面：雙回線路受132萬kW限制。

牌黔220 kV斷面：黔城變上送主網80萬kW限制，500 kV牌樓變下送懷吉網130萬kW限制。

因此，在豐水期500 kV斷面影響三板溪、白市、托口電廠出力，220 kV斷面影響洪江、碗米坡、掛治電廠出力和消納，在枯水期因500 kV潮流是由長陽鋪流向牌樓變，影響黔東電廠大方式運行。

（3）風、光伏等清潔能源裝機逐年增長帶來的變化

近幾年，隨著國家節能減排政策要求，風電、光伏發電等清潔新能源加速發展，截止2018年，湖南清潔能源中風電裝機容量達347.6萬kW，光伏裝機容量達234.1萬kW，其中在懷化、邵陽地區接入系統的風電、光伏裝機約160萬kW。從能源配置上來說，湖南是一個水電大省，受季節特點的影響明顯，來水多集中在春、秋2季，且有來水集中、分布范圍廣、持續時間長的特點。在汛期時，各水電廠往往長時間滿負荷運行，火電發電方式一般維持在系統穩定要求的最小開機方式。隨著風電、光伏裝機容量的逐漸增大，水電、風電和光伏發電同為綠色環保能源，在發電方式的安排上給電網也帶來極大的挑戰。

對調度機構來說，系統負荷在增加時，不同調度等級的電站優先級是不同的，并不意味著各電廠的出力一定會增加。例如湖南電網系統負荷在增加時，優先級別如下：外送電（例如：祁韶直流、湘鄂聯絡線）＞網調直調水電＞抽水蓄能＞中小電站（例如：風電、光伏、小水電）＞網調委托省調直管火電＞省調直調水電。五凌公司受此影響的主要是線路送出為220 kV電壓等級的掛治、洪江、碗米坡電廠，負荷低谷時段和豐水期較為明顯。

1.3 流域梯級電站特點引起的變化

2014年3月托口電站投產發電，標志著沅水流域水電開發全部完成，同年年底，五凌公司12個常規水電廠全部接入五凌發電集控中心。沅水上游的大部分水電站屬五凌公司開發，三板溪、掛治、白市、托口、洪江5個水電廠以及主要出力從牌樓變送出的碗米坡電廠，均接入湘西南電網。在運行工作中就需要在各廠之間發電負荷計劃制定、水位動態控制、調峰調頻機組選擇、電壓聯合調整、檢修方式配合等方面進行綜合考量，避免發生無效棄水。

（1）上下游電站水位約束限制情況。上下游電站的防洪調度、方式安排、檢修配合等都是運行工作中的重要協調內容。在集控中心成立前的傳統廠站值班模式中，運行人員這方面考慮是比較少的。對上下游電站不同特點、制約因素、實時信息的了解和掌握，是做好方式安排的前提。對于同屬一個公司電站來說，水情、出力、檢修等實時信息易于掌控。對于不同公司的電站，也需要對其檢修方式、水位約束情況進行了解。否則，容易發生下游電站機組檢修，上游電站出力受限制的情況，例如：洪江電站下游的安江、銅灣電站，凌津灘電站下游的桃源、雙洲電站等。

（2）上下游電站發電負荷、出庫流量、水流抵達時間等約束情況。上游電站發電流量到達下游電站的時間，例如：三板溪出庫到達掛治電廠約25 min，托口出庫到達洪江約3.5 h等。相鄰電廠之間的負荷比例達多少時，入出庫能維持平衡，例如：三板溪負荷/掛治負荷約為6/1時，掛治電廠入出庫能維持平衡。

（3）同區域電網所在電站聯合調度。利用公司幾個電站都接入某一個區域特點，選擇性能優、工況好、效率高的機組對電網電壓、頻率進行調整。以湘西南500 kV電壓調整為例，湘西南處于電網的末端，夜間電壓普遍偏高，運行人員可利用三板溪、白市、托口電站并網機組進相運行來調節電壓，也可在黔東電廠機組運行時聯系其在進相能力范圍內調整，或根據振動區、進相能力、安全因素選擇所需負荷出力較小的機組進行調壓。

2 改進的建議和對策

（1）針對電力市場改革政策，分析變化的因素。在調度運行方面，做好中長期、短期、日前以及實時負荷預測，按汛期水量優先、非汛期效益優先的原則對中長期、短期、實時等發電方式進行優化，提高負荷預測準確度，減少耗水率，避免棄水損失電量。在水庫調度方面，做好發電量預測：包括年度、月度、月中滾動預測，月末對各集控電廠發電量進行預測。發電預測不準可能造成公司承擔更多的補償費用。在市場營銷方面，根據自身特點和實際情況盡量占據足夠大的市場電量份額，年度開展交易時，應利用優先進入市場的機會，簽訂大量市場合同，保障月末各電廠市場電量轉讓的主動權，避免因擠占火電市場合同承擔下調補償。

（2）針對祁韶直流入湘的電網特性，分析祁韶直流對電網和電站的影響，了解管轄電站機組在電網的電氣位置及出力限制條件，主動適應新的形勢變化。同時加強現場與調度的溝通，了解直流負荷變化情況，根據電站水庫水位、來水情況及時申請發電負荷，做到發電利益最大化。

（3）加強各級之間的溝通聯系。與上下游電站運行人員加強聯系，及時掌握上下游電站機組檢修情況以及水庫水位約束情況，熟悉和掌握管轄區域電站的機組特性、設備參數、運行特征和注意事項，合理安排機組運行方式和檢修方式。

（4）建章立制，發揮管理效益。開展新電改政策及其影響的研究、密切跟蹤配套文件的出臺，迅速乃至超前謀劃應對舉措，同時根據電網結構變化以及所在流域特征等特點，編制相關管理制度和規程，從制度上完善管理短板，發揮管理效益。

（5）加強培訓，及時補充培訓內容。根據各變化特點，編制和完善培訓方案，通過集中學習、專題培訓、座談討論等多種方式，切實開展發電營銷、水庫調度、電網結構、調度知識等方面的培訓活動。

3 結語

在電力深化改革、電網結構變化、清潔能源增長、流域梯級開發等因素發展下，水電集控運行值班從單一廠站運行模式發展到集中控制模式轉變。在帶來發展機遇的同時，也帶來了挑戰，對運行人員的業務技能、綜合素質提出了更高的要求。運行人員應該主動轉變發展觀念，由單一“精運行”向“精運行、熟系統、懂市場、會營銷”多方面全面發展，進而滿足行業發展、企業安全運行的需求。