摘要：随着社会的进步、市场经济的快速发展，水电资源优化、节能减排已成为国家电力市场改革的主要方向，而梯级水电站作为电站重要组成部分，联系着水力和电力，对梯级水电站调度进行优化，是增加发电公司效益的一种方式，也是促使国家电力改革的重要支撑，本文结合笔者所在单位四川黑水河流域梯级水电站实行集控中心管理前后进行对比分析。
关键词：梯级水电站；优化调度；节能减排；集控中心
引言：
1、毛尔盖水电站 位于四川省阿坝藏族羌族自治州黑水县境内，是黑水河流域水电计划“二库五级”开发的第三个梯级电站。电站主要任务是发电，兼顾与紫坪铺水利枢纽一道向成都、都江堰灌区供水的作用。毛尔盖水电站为混合式开发引水式电站，具有年调节能力，上游与竹格多水电站相连，下游与雅都水电站相接。
2、雅都水电站 位于四川省阿坝藏族羌族自治州黑水县境内，为单一发电工程。电站为引水式电站，具有日调节能力。
3、柳坪水电站 位于四川省阿坝藏族羌族自治州茂县境内，是黑水河流域水电计划“二库五级”开发的最下游一个梯级电站。电站为引水式电站，具有日调节能力，上游与雅都水电站相连。
一、梯级水电站经济运行存在的主要问题
1.水电供应存在“丰余枯缺”的结构性矛盾
当前具有调节能力的大型水库电站投产比例不断提高，自身单位电能投资相对较大，但补偿效益明显。四川电网水电比重大，江河来水周期性、季节性强，水电调节性能总体较差，导致水电站群出力在年内分布极不均匀，丰枯期出力悬殊，枯期平均出力仅占丰期平均出力的三分之一左右，丰水期有大量富余水电，但枯水期电力供应紧张。
2.电站运行中不确定性因素较多
梯级水电站在运行过程中，会受较多的不确定性因素影响。一方面，电网负荷供求矛盾明显及四川省内丰水期水电消纳等 问题，在对梯级水电站联合调度进行优化过程中，极有可能因为电站运行中的不确定性因素影响到经济运行。另一方面，水电站机组工作中频繁开停机导致电站运行负荷差值发生大幅度变化，从而出现对电站各项指标不能有效控制的情况。此外，采用模型假设预估测算，其结果往往与实际结果相差较大。
二、水库负荷优化
流域梯级水电站除了满足电力调度系统日常调度要求：比如：AGC指令要求，此外，让各电站参加联合调控的机组按照之前拟定好的计划运行。根据计算好的最优分配方法确定各电站机组运行台数，对各电站有功负荷进行合理分配，并结合当前水库运行水位下各台机组的振动区，按照此要求选择开、停机组台数及调整机组出力，使梯级优化调度管理得以实现。
三、流域水库联合调度
黑水河流域没有实现三站联合调度以前，各站都是独立调度。上下游电站之间都相互制约，到了丰水期弃水问题严重，经济效益明显受损。从黑水河流域实现梯级联合调度以后，流域三站由集控中心统一调度，三站现场值班人员由两人减少为一人，实现了节约人力资源，展现出集约化的优势。同时，通过集控中心对三站梯级联合调度，加上集控中心水情系统的设立，可以实时掌握毛尔盖、雅都、柳坪库区水文、水情、气象等信息，电调值班人员随时掌握各站水情和负荷信息，做到了信息资源第一时间共享。流域三站提高了流域电站在枯水期、丰水期的电量比例，同时也提高了汛期下游雅都、柳坪电站的安全及防洪能力，雅都、柳坪电站实现统一负荷调令，两站根据水库水位及机组运行工况实现负荷站内优化分配,充分体现出联合调度的优势，使流域各电站的经济效益明显提升，毛尔盖电站水库具有年调节能力，通过梯级联合调度很好发挥了龙头水库的优势。
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四、集控中心优化管理
1、值班模式
梯级水电站值班方式采取的是集控中心集中调度、远程操控，现场三站值班人员监视运行。集控中心工作人员分为电调人员和水调人员，水调工作人员的任务是提供黑水河流域实时水情信息及水库优化调度建议，在发生洪水时配合电调值班人员做好洪水调度工作。电调工作人员的主要任务是对整个黑水河流域三站的安全稳定运行进行监视运行和远程操控，在电网及站内设备出现异常时及时做好处理，保证电网及设备安全，根据电调服从水调的原则，实时掌握和调整毛尔盖水电站及柳坪、雅都水电站的负荷及水情信息，并把流域电站做最优化分配，使黑水河流域三站在保证安全稳定的前提下，实现经济效益最大化。
2、经济运行与优化调度
联合调度要按照：“安全第一，优化调度，经济效益最大化”的原则进行，如今，柳坪、雅都水电站都实现统一负荷调令运行，毛尔盖电站还未能与柳坪、雅都电站执行一个单元负荷，这就使柳坪、雅都电站的负荷必须与毛尔盖电站的负荷同步进行，由于柳坪、雅都两站水库调节库容有限，一旦流域电站负荷未能同步进行，将使柳坪、雅都电站面临弃水或者带不起负荷的现象。因此，集控中心电调值班人员必须实时监测柳坪、雅都电站的水库水位情况并准备好防护措施，保证下游两站的安全、稳定经济运行。
五、实行流域AGC控制现状及改观
AGC是电力自动发电控制系统的简称，AGC控制系统可以对电力系统频率进行二次调节，能够保障电力系统安全稳定运行。当前我国建成的梯级水电站大多都采用了AGC控制系统，但由于它的控制方向不是电站之间水力联系和水库优化调度方面，而是着重于电力系统安全稳定方面，常常导致梯级水电站弃水现象的发生，为改变这一现象，水电站必须合理有效利用水资源，提高发电效率，由流域梯级水电站实行统一负荷调令，电网调度机构下达发电指示到电站集控中心，由电站集控中心AGC系统在保证电网稳定运作的前提下，依据各梯级水库电站的现状实行统一调度，以最大限度的满足发电企业自身的控制目标。
六、流域水电站优化调度措施
1、常规负荷分配
根据梯级水电站地址、水库容量等特点，根据“以水定电”效益最大化的经济运行原则，梯级水电站联合调度优化控制。在保证水库流量平衡、水位合理的情况下，对水电站实行常规符合分配。
2、小负荷分配
对梯级水电站实行小负荷调整计划，在满足电网需求的前提下，保证电站小负荷分配的可行性。中小负荷差额是分配给雅都水电站，目前柳坪雅都负荷实现一个调令。
3、水位异常控制
当某一电站水库水位不在可运行水位状态，出现进入高水位运行区时发生弃水现象或者进入低水位运行区将造成水库拉空现象时，应该对电站负荷进行重新分配，分配后运行一段时间看该站的水库水位有没有恢复到可运行水位，没有就再次进行调整，直到恢复可运行状态为止。
结语： 通过对黑水河流域联合调度的分析，发现集中调度不仅提高了流域内三站的总体的经济效益，还节省了人力资源，水电企业要充分发挥水电站集控中心的职能，提高水资源综合利用率，提升水电站发电效率。为保证水力发电的可持续发展，应当对梯级水电站实行优化调度和经济运行，合理有效利用水资源，为电能生产效率打下坚实基础，为社会提供可靠的清洁能源。提高电能供应能力，为国民经济提供物质产品和服务价值，实现我国能源合理分配，提升社会整体经济效益。
参考文献：
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论文作者:付士江
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/27
标签：水电站论文; 梯级论文; 电站论文; 流域论文; 负荷论文; 水库论文; 水位论文; 《基层建设》2018年第36期论文;