集控模式下水電站優化運行的途徑

秦睦友

（國家電投集團南昌生產運營中心，江西 南昌 330096）

近年來，南昌生產運營中心（以下簡稱集控中心）貫徹國家電投集團“集控進城，區域維檢，場站安保”集約化管理方針，將省內不同流域、不同類型的水電站接入，實現“五遙”（遙控、遙測、遙信、遙調、遙視）功能。集控中心的職責就是要接收并執行中調指令，完成對所接入水電站的二次調度。依靠“五遙”功能，對接入的各水電站實施優化運行，進而圓滿完成上級公司下達的安全指標和發電任務。優化運行體現在經濟性和安全性兩個方面。集控中心在近兩年的努力實踐和艱苦探索中，積累了一些優化運行的經驗，現予以介紹。

1 集控中心H9000 系統特點

H9000 系統主要以SCADA 應用人機交互界面，為運行值班員從事發電運行監控提供了豐富的畫面類型，如系統接線圖、地理圖接線圖、潮流圖、廠站接線圖、電力棒形圖、曲線圖以及用戶定義的各類畫面等，并提供了實時/歷史數據報表、表盤顯示、模擬量填充顯示、餅形圖顯示、溫度計式顯示、動態字符顯示、動態圖元顯示以及用戶化動畫顯示等各種數據可視化方式。各種動態圖形可同時顯示在一幅畫面中，也可以顯示在不同的畫面中。可以顯示在同一個屏幕上，也可以顯示在不同的屏幕上，而且每幅圖的尺寸不做限制，為集控中心值班員使用提供了非常大的簡便性和靈活性。另外，系統還提供了對調度自動化系統本身進行監視管理的系統工況圖、配置圖等。

2 接入集控中心的水電站概況

集控中心接入了峽江、江口、羅灣、高橋等4 個水電站，每個電站與集控中心距離不等，最遠的有240 km，最近的也有105 km。各水電站基本情況見表1。

表1 各水電站基本情況表

3 優化運行

3.1 內容及意義

水電站優化運行，包含經濟運行和安全運行。它是通過采用科學的優化方法和合理的調度方式進行。在滿足電力系統安全穩定運行的基礎上，根據不同部門提供的負荷、調度、水情、電站動力特性等相關信息，進行水電站經濟運行方案的制定，從而降低耗水率，以便水電站獲取盡量大的經濟效益。主要包括水電站站內機組經濟運行和水電站組合優化兩部分內容。

3.2 優化運行的途徑

按照水輪機制造廠家給出的模型綜合特性曲線，通過相似理論換算得到機組運轉綜合特性曲線。水電站依據機組運轉綜合特性曲線，制作不同水頭下每臺機組出力與耗水率關系曲線，存入監控系統。當中調通過OMS 一體化調度系統下達負荷曲線給集控中心時，由集控中心根據中調的負荷曲線，結合耗水率盡量低的原則，分配各電站相應機組接帶電力負荷。另外，建立典型操作票存入系統。當電站機電設備檢修完畢，需要恢復時，集控中心值班員立即執行工作票許可制度，從系統中找到相應操作票，根據現地實際，下達逐項操作令并加以監護，保證安全及時地將設備恢復到備用狀態。

3.2.1 優化運行的季節性安排

（1）洪水時節

根據氣象預報，在洪水或臺風雨到來之前，向中調申請多開機滿發，必要時適當提前開啟大壩泄洪閘門預泄，以騰出庫容，接納上游來水。根據調洪演算，適時關閉泄洪閘門，攔蓄洪尾，提高庫水位，以利于經濟運行。

（2）平水時段

根據各電站庫水位和上游來水情況以及設備健康狀況，各電站運行方式予以差異化安排。貫流式機組啟動準備時間較長，若遇外送線路跳閘，引發機組甩負荷的同時，常伴隨機組過速保護動作，所以安排貫流式機組接帶基荷。軸流式機組啟動時間適中，接帶腰荷。混流式機組啟動并網快，正常解列也快，運行方式轉換靈活，參與調峰。

（3）枯水季節

入冬以后至來年驚蟄之前，各電站上游來水普遍偏少，各電站通常會安排一部分機組大小修。這個季節，當地政府為了保證下游河流有生態流量和基本通航功能，如峽江電站，往往要求保證有300 m3/s 流量下泄。所以，在保證生態流量下泄的前提下，一般安排各電站按出入庫水量平衡原則發電。

3.2.2 優化運行過程中的異常案例

（1）峽江電站機組出力大幅度波動

2020 年6 月下旬，集控中心值班員發現峽江電站5 號機組運行過程中，機組出力時常在15 MW 到39 MW 之間波動，隨即通知現地值守人員檢查。檢查導葉和槳葉協聯情況正常，功率模塊無異常，但機組主軸擺度偏大，轉輪室聲音異常。通過技術分析，決定擴大范圍進一步查找原因。后經檢查發現，機組進水口攔污柵被水庫漂浮物嚴重堵塞。打撈清除漂浮物，機組運行恢復正常。

（2）高橋電站機組出力不足

2020 年7 月中旬，集控中心值班員發現高橋電站兩臺機組出力都不能達到額定值。查看集控歷史數據庫，經與之前同工況對比，發現現在的耗水率很高，大大偏離最優工況。通知現地值守人員查找，發現電站大壩自動翻轉型泄洪閘門被一棵大樹兜卡住，不能自動復位關閘，庫水位不能上升到正常高水位。立即清理樹兜，泄洪閘門自動復位關閉。三天后，達到正常高庫水位，兩臺機組出力都能達到額定值。

4 結語

水力發電作為清潔能源，在國家今后長期實施“低碳發展、綠色發展”的戰略大背景下，將迎來生存與發展的良機。做好水電站優化運行意義重大。水電站在集控模式下，增強值班人員的工作責任心，機組按運轉綜合特性曲線擇優工況運行，嚴格執行“兩票三制”，都是水電站優化運行的有效途徑。