青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司 青海黄南藏族自治州 811999
摘要：我国蕴藏的水能资源位居世界首位，近年来，水电开发速度的不断加快为国家可持续发展战略的实施作出了应有的贡献。在水电快速发展的背景下，水电厂优化经济运行方案，有助于降低发电成本、提高经济效益，为我国节能减排目标的实现贡献巨大力量
关键词：水电厂；经济运行；影响因素
引言
随着我国经济水平的快速发展和人民物质生活水平的大幅提高，用电的经济性和可靠性成为了人们对电力的主要要求。电力系统要保证提供不间断的以一定质量和数量的电能，即满足用户用电的稳定可靠之要求；要生产可靠性高的供电，可以通过提高水轮发电机组的制造、安装、运行、维护水平得以实现。要提高发电的经济性，就必须大力降低发电成本，对于火电站来说就是降低其燃料消耗，而对于水电厂来说就是降低其耗水率，进一步节约能源增加发电量。而要降低水电厂的耗水率，在有限的水量基础上尽量多发电，那么就必须进行水电厂的机组运行优化，实现最优经济运行。水电站运行过程中受外部环境因素制约较大，入库径流、水库综合利用、自身管理水平以及电力系统调度等均影响水电站最优效益的发挥。如何在兼顾安全的前提下，以科学的方法指导水电站运行，开展水电站优化调度工作，充分挖掘水库的潜力、提高水电站水库的运行管理水平，对增加水电站的收入，实现“工程水利”向“资源水利”转变具有重要的现实意义。
1水电厂经济运行影响因素
1.1水库的调节能力
水电站经济运行的关键在于运行水头H的抬高和发电水量的增加，因此，水库必须具备一定的调节库容，用以洪水入库前抬高运行水位以及洪峰过后容纳尾洪资源，以达到增发电量的目的。换言之，水库调节能力越强，则经济运行空间越大，反之则没有经济运行的可能。
1.2水库的测报系统
流域内从降雨落地到形成径流入库需要一定的时间，水电站可以通过建设功能完善的水情测报系统，第一时间获取流域内的水雨情信息，然后开展洪水预报作业，可以有效计算出入库洪水等级，依据即将入库的洪水等级选择相应的运行策略。在洪峰过后，依据上游降雨信息适时关闸拦蓄尾洪，达到洪水资源化的目的。遥测站点的布设应覆盖控制流域重要暴雨区以及下游防洪控制区，主要支流控制断面应设有水位控制站，同时，多泥沙河流应设有出入库泥沙监测设施。
1.3设备的质量水平
水电厂各类设备在投运初期都会遇到类型各异的问题，往往运行工况达不到相关标准的要求，导致运行经济性较低。为此，水电厂要强化对设备技术改造的研究，结合设备运行实际状况来提高其自动化运行水平，从而在确保设备安全可靠运行的基础上降低运行成本和维护成本。
2水电厂经济运行优化措施
2.1科学调度水库
水电站的运行动力是水流。要保证水电站高效运行，就必须科学调度水库（特别对我们这种总体缺水的国家）。但水库调度牵涉面广，既有水电站自身因素，也牵涉到流域水管部门。水库调度的核心是要将有限的水资源利用好，为此应做好以下工作：（1）建立覆盖流域相关区域的中短期天气预报系统、水调和洪水自动化调度系统以及水情自动测报系统，并培养责任心强、业务能力优的人员对以上系统进行人工校正。（2）加强与电力调度部门的联动，避免低负荷时出现机组空转、浪费水力；加强与防汛抗旱部门的沟通，灵活快速调整机组负荷曲线，充分利用现有水量。（3）重视基础数据的统计和分析，整理出机组水头与综合出力的关系曲线、水路出库力量与综合出力的关系曲线等，为优化水库调度提供辅助决策。（4）针对各种特殊情况（如春季农忙、夏季汛期），制定完备的调度预案和控制水库水位的规章，实现水库调度管理的制度化、合理化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在伏汛后期要结合实际发电量和水位情况，在确保防汛安全的前提下，根据时段的不同来确定相应的汛期限制水位，尽量抬高伏汛后期水库运行水位，从而有效降低水电机组的发电耗水率；在凌汛期某些水库的运行水位会被迫降低，从而导致其难以满足设计需求，这就在一定程度上降低了机组出力，因此要提高凌汛期的实际运行水位来降低机组发电的耗水率。
2.2充分挖掘水库潜力
众所周知，当负荷需求较大时，提升发电机组经济运行的一大措施是提高发电水头。文章“3.1”主要从流域整体调控、水电站内外部统筹的角度论述如何保证水库的必要水量，而没有分析在水库已经成型以及外部条件变化不大时，如何挖掘水库潜力。作者认为，可以在以下两方面尝试提高发电水头：（1）在设计标准内，通过对弧形闸门加设防浪板等措施适当提高水库运行水位。当然，为确保拦水坝安全，在汛期必须视情况谨慎该项操作。（2）降低尾水位。很多水电站在建设中存在着溢流坝段上、下游施工围堰拆除不彻底以及尾水渠开挖等问题，长时间运行后尾水渠内不可避免会淤积大量土石泥沙，在一定程度上影响尾水位，并最终降低发电水头。因此，应定期对尾水渠实施清淤。此外，提升水电站运行经济性的另外一个要点是减少损失水量。这主要指那些建在地质条件不佳、有可能存在渗漏的水电站。对于这些电站，应在闸门等处配置在线监测装置，及时消除渗漏缺陷。
2.3优化机组运行
水电站的机组往往是两台以上并列运行，共同承担着电力系统的给定负荷。显然，随着机组数目的增加，机组运行工况组合数也是直线上升。水电站机组经济运行所要解决的主要问题就是在给定负荷下，选择何种机组运行组合以及如何在选定机组间进行负荷分配，以使水电站在一个运行周期内产生最大的经济效益。这是一个非线性、高维数且动态规划的问题，需要考虑机组开、停机转换，空载损耗，附加损耗等一系列因素。
根据以往经验，求解以上优化问题的思路是：（1）应以有限水资源利用为龙头，以运行水头 H和机组效率η为抓手，设定机组调节目标为给定负荷下“通过各机组的总流量最小”。（2）应重点追求一个时期内（如一周）加权平均后的水头最高、效率最优。（3）做好对机组运行区域的划分工作（安全运行区、过渡运行区和禁止运行区），并以绿色、黄色和红色相区分。应尽量避免在过渡运行区，不可在禁止运行区运行。机组运维人员应熟悉每一台发电机的运行高效区。对于建立有自动化监控系统的水电站，值班人员应加强实时效率比对和监盘，及时调整运行出力，使水轮机始终运行在高效区。对于调节容库的引水式一洞多机电站，在非汛期应注意避免全部开机，以减少沿程水头损失。对于反调节水库电站，则应做好机组高水头运行保持。
2.4使用经济运行系统
水电厂经济运行系统通过监测设备来获得流量、水位等参数，然后将监测设备采集的参数传输给系统数据服务器；工作站结合所接收的参数及优化算法，制定当前工作水头下水电厂的最优运行方案；系统以报文的形式，将最优运行方案反馈给计算机监控系统；计算机监控系统对收到的报文进行解析，然后通过控制调速器系统调节机组负荷，执行最优运行方案，来实现水电厂的经济运行。
3结束语
充分发挥水电清洁、可再生能源的属性，最大限度地利用水能资源、发挥水电效益，实现节能减排、能源资源可持续利用具有重大意义。水电站经济运行是从电力系统安全、优质、经济发供电的目标出发，制定出水电站的最优运行方式，以一定的水电能源获取水电站最大的发电量。
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论文作者:辛元君
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/19
标签：机组论文; 水库论文; 水电站论文; 水电厂论文; 经济运行论文; 水位论文; 水头论文; 《基层建设》2015年29期论文;