（新疆伊犁河流域开发建设管理局）
摘要：在整个水电站的电力系统中，机组因其自身具有开停机和带负荷比较灵活的特点而在调频与调峰的工作中发挥重要的作用。然而，在天然来水限制的情况下，水电站发电能力受到一定的约束，尤其是水电站调节性能不强的时候，会出现明显的季节性变化。因此，在水电站实际的运行过程中必然会产生一定量的弃水。文章主要分析了水电站在实际生产过程中弃水电量的计算方法，并对弃水电量进行了定义。
关键词：水电站；弃水电量；计算；探究
一、弃水电量定义分析
弃水电量指的就是水电站处于弃水状态时，全部机组无法按照额定功能发电而损失的电量[1]。按照导致水电站弃水的不同因素可以将弃水电量划分成以下四种：安全约束弃水电量、检修弃水电量、出力受阻弃水电量与调峰弃水电量[2]。对于上述四种弃水电量的定义如下：第一，安全约束弃水电量，就是电力系统为了保证系统运行的安全性而损失的弃水电量。第二，检修弃水电量，就是在汛期水电站对机组进行检修而损失的弃水电量。第三，出力受阻弃水电量，就是因为水电站的弃水现象使得水电站的下游水位不断升高而上游的水位下降，或者是引水设施的水头造成损失等等，最终导致水电站机组的净水头变小使机组无法按照额定出力而损失的电量。第四，调峰弃水电量，是在水电站进行系统调峰过程中所损失的弃水电量。
二、弃水电量计算
（一）弃水电量的理论电量计算
弃水电量的理论电量计算就是利用实际来水计算水电站的理论发电量，然后求出实际电量与理论电量的差，两者的差值就是弃水电量[3]。
1.理论电量计算
在上述公式中，K是出力系数；Zu表示上游汛期的限制水位；Zd可以表示成f（Qi），代表的是按照入库流量下泄的水电站下游水位；△h表示水头的损失；△hc代表的是净水头的损失； 表示水头损失的系数；Qymax代表水电站最大发电所引用的流量；Qi表示的是水电站平均的入库流量；△t表示计算的时段，通常情况下选择的是日。若出现EL≥Pz△t的现象，那么可以使EL=Pz△t，此时，Pz代表的就是水电站的装机容量。
2.弃水电量计算
在公式中， 表示的是水电站实际的发电量[4]。
3.调峰弃水电量计算
在上述公式中，Pkmax=min{Pymax，Pxmax，Pjmax}，表示的是水电站可能产生的最大出力；Pymax=f{Zu，Zd，△h}，代表的是水电站总体预想的出力；Pxmax是为了保证系统运行安全，水电站可能产生的最大出力；Pjmax主要表示的就是水电站机组检修过程中的预想出力，所以，在水电站未进行检修的时候，Pymax=Pjmax。而如果Eqd>Eq的时候，可以使Eqd=Eq。
4.安全约束弃水电量计算
在Pxmax<min{Pymax，Pjmax}，同时满足Eq>Eqd的情况下，安全约束弃水电量就会产生。可以将安全约束受阻出力设定为Psz=min{Pymax，Pjmax}-Pxmax，那么安全约束弃水的实际计算公式可以转换成：
Eqx=Eq-Eqd
但是，在Eqx>Psz△t的情况下，可以使Eqx=Psz△t。
5.检修弃水电量计算
在汛期期间对水电站进行检修，同时满足Eq>Eqd+Eqx的时候，会产生检修弃水电量，可以将Pj设置成检修容量，那么可以推出检修弃水电量的计算公式：
Eqj=Eq-Eqd-Eqx
但是，若出现Eqj>Pj△t的情况，那么Eqj=Pj△t。
6.预想出力受阻弃水电量计算
在汛期期间，水电站就会出现因预想出力而导致机组无法以满出力运行的现象，而且满足Eq>Eqd+Eqx+Eqj的关系，那么就会产生预想出力受阻弃水电量。此时，将Pzs=Pz-Pymax假设成预想出力受阻容量，进而推出预想出力弃水电量计算公式：
Eqy=Eq-Eqd-Eqx-Eqj
但是，若水电站不存在预想出力受阻的问题，那么就可以把理论的电量计算公式转换为：
在计算理论电量的时候如果使用上述公式，那么就被称作简化理论电量的弃水电量计算方法。
（二）弃水电量的弃水量计算
1.弃水电量计算
Eq=K（Zui-Zds-△h）Qq△t
△h= 
在上述公式中，Zui表示的是上游的平均水位；Zds代表的是水电站下游的实际平均水位；Qf则表示水电站的平均发电流量。若出现Eq>Pz△t-Es的情况，那么可以使Eq=Pz△t-Es。
2.不同类型弃水电量计算
表一 云南电网不同弃水电量计算方法对比
在弃水电量的弃水量计算方法中选择该方式，其具体的计算方法与调峰弃水电量、安全约束弃水电量、检修弃水电量和预想出力受阻弃水电量的计算方法一致[5]。
三、水电站弃水电量计算的实际应用
文中主要分析云南电网的弃水电量，至1998年年底，云南电网的水电厂数量为11个，并且水电的总装机容量达到2697MW，而其中的五个占据主要地位的电厂总体装机容量达到2531.5MW，是整体水电装机的93.86％[6]。在主力电厂中存在两个电厂出现弃水的现象。此外，除主力电厂以外的其他电站在汛期期间处于满发状态，所以，无需参与系统的调峰。而在五个主力电厂中，漫湾电厂会受到系统安全约束出力的影响。在实际的运行过程中，为了在汛期期间可以有效地提高该电厂的出力，可以把电厂的2号机组在220kV中下线，并将其融入系统中实现运行，效果十分理想。表一为云南电网弃水电量计算的详细结果，通过使用理论电量计算与简易理论电量的方法计算，可以发现在弃水期间出现过多次的日实际发电量高于理论发电量的现象，所以，可以证明在电厂实际的发电过程中，可以充分利用水库自身的调节能力来增加一部分的发电量。
通过对表一的观察可以发现，云南电网的弃水电量已经达到了1849.1-1863.6GW•h，不存在检修弃水电量与出力受阻弃水电量的情况，所以，使用云南电网弃水电量的计算方法可能性较大。而系统调峰弃水电量达到1311.9-1328.7GW•h，是系统中总体弃水电量的70％。因此，要想使用系统的调峰弃水电量，必须要使用户采用调峰弃水电量，不断提高低谷系统的负荷。与此同时，还需要进行相应的技术改造，不断提高目前火电机组调峰的能力，有效地减少水电调峰的压力。此外，针对系统安全约束的弃水电量可以对电网的结构进行相应的完善与改造，不断提高近区汛期的供电负荷。同时，系统低谷出力的增加也可以对部分系统的约束弃水电量进行充分利用。
结束语：
综上所述，在水电站电力系统实际的运行过程中始终存在弃水的情况，并且弃水电量对水电站的系统正常运行也具有一定的影响。文章主要阐述了弃水电量的定义，并详细分析了弃水电量的计算方法，主要包括弃水电量的理论电量计算和弃水电量的弃水量计算。通过对云南电网不同弃水电量计算方法的比较来完善并改进弃水电量的计算方式。在对水电站弃水电量计算研究的过程中，希望能够为其实际的系统正常运行提供有价值的理论依据。
参考文献
[1]吴东平,杨强.弃水电量的成因分析计算法[J].水力发电,2014(12):71-74.
[2]陶晓龙.弃水电量计算模型的研究[D].华北电力大学(北京),2014.
[3]张永永,白海涛,黄强等.乌江梯级水库群弃水变化及减少弃水的措施[J].人民黄河,2014(10):30-32.
论文作者:何春龙
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/6/1
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