摘要：智能水电厂经济运行系统在数据、业务和系统层面对传统水电厂电力运行和水库调度进行了深度融合，以提高其经济运行体系的整体性、协调性和精细化程度。
关键词：水电厂；经济运行；问题；对策
1 水电厂电气设备概述
在水电厂中，电气设备是其中的重要设备，具体包括一次设备和二次设备，这些在运作过程中都会因多种因素影响出现不同的故障。在水电厂电气设备设置过程中，需要适当地减少地面石方的开挖数量和规模，这样才能尽力减少土建工程和电气设备的量。同时，要在保证水电厂正常运作的基础上，适当地减少电路开关各主变电气设备间存在的电气设备，并减少设备之间管线、交叉线路的使用，这些措施能在一定程度上减少后期使用和维护过程中存在的障碍，从而一定程度上降低设备运行的电能消耗，减少故障发生率，有助于保证电气设备运行的安全性和稳定性。其运行主要特点分为以下几点：
第一，要根据江河径流量的变化，设计水库调度图，制定最优运行方式。由于江河径流量的势能大小决定了水电厂的水能状况，因此水电厂水能的来源有较强的随机性；又因为我国多数江河冬季有枯水期，夏季有汛期，使得水能来源又有较强的规律性。第二，水电厂现有时期的运行方式对以后的运行经济性有很大的影响，这是由江河上下游水位的浮动和水源的变化所决定的。第三，江河的径流量受多变的自然环境制约，因此水电厂要想经济运行，必须考虑到整个运行周期存在的多变情况。第四，同一条河流上的所有梯级水电厂之间的运行是相互制约，相互联系的，要注意它们之间的关系。第五，制定水电厂经济运行方式应当全面考虑。比如考虑水电厂的灌溉、航运、防洪、工业生产及居民用水等功能，做到统筹兼顾，科学调节水量大小。
2经济运行系统架构
水电厂经济运行系统以一体化管控平台为基础，主要涵盖水电厂自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）、流域经济调度控制（EDC）、水文预报、发电调度、防洪调度等组件。其中，自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）、流域经济调度控制（EDC）部署于电力系统安全 I 区，以梯级水电站群最小耗水量、最小耗能量等为优化目标，根据电力系统电力电量平衡和安全稳定要求，考虑各电站机组振动区和运行工况等约束条件，通过水电站间和站内机组间的联合实时协调控制，实现水电站实时控制的安全性和经济性；水文预报、发电调度、防洪调度等组件部署于电力系统安全 II区，根据考虑防洪等综合利用、电网和电厂运行约束，水电厂当前运行状态和预计来水，制定水电厂中长期、短期运行和日内滚动修正方案，实现水电厂在时间尺度上由大到小的嵌套运行，保证水电厂在其水库调节能力相应时间尺度内的长期运行过程中的安全经济。
3 可采取的应对措施
3.1 优化调度，充分利用水能，减少弃水
在进入主汛期前，利用中短期天气预报，将库水位降低。当流域内有明显降雨，加强与水文、气象部门的联系，对洪峰流量、到达时间、洪水时长和上涨速度进行分析预测，首先将4台机全部启动运行并加大机组出力，尽量降低水库水位，腾空库容，延长机组运行时间，延迟用泄洪调节库容的时间，从而增发电量。随着流量继续增大，水库水位上涨至汛限水位时，开启泄洪闸门来适当降低水库水位。随着洪水结束，调整泄洪流量使水控制在最高汛限水位运行。在确保安全度汛的前提下，力争多发电、少弃水，并做到“发蓄兼顾”，增加发电效益。
3.2积极运用现代科学技术和信息技术
水电厂电气设备的运作，需要加强科学技术的投入力度，对设备的故障和问题进行分析，这样才能降低其运行风险，确保设备的正常运行。尤其是当前发展阶段，科学技术在水电厂的运行中发挥了重要的作用，引进先进的技术，重视现代信息技术的运用，能提升对设备的监管力度和水平，确保整个设备系统的先进性和稳定性。
3.3采取节能措施，降低厂用电率
加强设备的维护和保养，做好漏水、漏油、漏气“三漏”现象处理，减少水泵、油泵、气泵等辅助电动机的启动次数。做好设备定期轮换工作，保证辅助设备健康高效运行。
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根据设备运行情况，对重要辅助设备进行技术改造，选用高效的新型电动机，合理选择电动机的型号和容量，选用相匹配的电动机，以适应不同负载时设备的高效运行；更新或改造旧设备，提高厂用电动机效率，为长期降低厂用电量打下坚实基础。
使用高效节能的照明灯具，照明回路采用声、光、触摸、感应等科学的照明控制方法。充分利用自然光，在自然光能满足要求时，白天不开照明灯。加强人员节电意识，做到随手关灯、人走灯灭。空调设备根据运行设备环境要求及时进行投、切或调节。
3.4做好对常见事故的维护
长期运作中，电气设备会存在一些故障，要及时发现并排除故障，才能确保系统的正常运行，减少故障带来的损失。根据不同类型的故障，采取有针对性的措施。
其一，发电机故障维修。发电机出现故障会影响供电性能，还会带来极大的安全问题，遇到发电机故障，首先，了解发电机型号，选择同一型号的发电机压簧，并对其进行压力检测，保证电流的分布符合要求；其次，要对环碳刷进行定期的检查，不符合要求的及时更换，环碳刷的长度对电流的大小有一定的影响，因此合理控制其长度，每次更换新的环碳刷长度要控制在1/5；再次，使用新环碳刷之前，需要进行打磨作业，确保在后期使用中的灵活度，这样也能避免因后期运行中摩擦产生的冒火问题；最后，要定期对发电机的相关零部件进行检查，确保发电机正常安全使用。
其二，绝缘层故障的解决。绝缘层出现故障一般会引起短路问题，对供电的稳定性产生影响，严重的甚至会出现火灾。在水电厂的运行中，首先要重视做好预防工作，主要是绝缘层的防晒防腐工作，确保设备能在良好的环境中工作运行，减少故障发生频率；其次，可以在电气设备表面安装金属外壳，其具有良好的抗击能力，能保证绝缘层的相对完整；最后，要严格按照相关的标准，做好导线接地作业，避免短路问题的出现。
3.5加快技术改造，提高设备可靠性
为确保设备安全可靠运行，应重点加强技术改造研究，逐步加大技术改造力度，提高设备健康状况。每年定期进行设备检修，及时完成设备消缺，广泛开展QC活动，为技术改造奠定基础。几年来，陆续改造了机组对调速器、励磁、保护及计算机监控系统。经过定检、消缺和改造，设备安全性、稳定性、可靠性以及生产自动化程度都有了较大提高。但还存在一些影响机组安全经济运行的问题，例如：四台水轮发电机组所使用的轴瓦大部还是传统的巴氏合金瓦，由于其承载能力小，摩擦系数大，刮瓦程序繁杂，技术要求高，轴瓦之间的温差较大，使用寿命短等缺点，给机组安全运行带来较大影响和困难。尤其是在夏季高温时期，巴氏合金轴瓦温度过高，为避免烧瓦，机组只有降出力运行，严重影响了机组带负荷能力。同时，停机超过72小时后必须空转顶转子，水资源浪费较大。可将四台机组都改造成磨性好、摩擦系数小的弹性金属塑料瓦，瓦面需用温度可达110℃，允许运行温度到70℃；停机30天，允许不顶转子，可直接启动，减少水耗，降低轴承温度，提高机组的运行可靠性和发电效率。
结语
总之，“经济运行、降本增效”是水电厂长久不衰始终如一的根本宗旨，要做好江口水电厂的经济运行工作，就要不断分析存在的问题，采取有效措施，合理进行水库调度，深入挖掘设备潜力，全面优化机组运行方式，改善机组运行工况降低消耗，达到提高水能利用率、增发电量、降低发电生产成本的目的。
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论文作者:毛国武
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：水电厂论文; 设备论文; 机组论文; 经济运行论文; 电气设备论文; 故障论文; 水电站论文; 《电力设备》2018年第24期论文;