摘要：我国四川水资源较为丰富，长期以来，四川水电能源的利用率一直不高，存在严重的浪费现象。水电能源的优化利用不仅关系到水电企业自身的利益，同时也具有重要的社会意义。对流域梯级水电站统一管理、统一调度，不仅有利于流域梯级水电站的运行与维护，更有利于实现流域梯级水电站水资源的综合高效利用，充分发挥梯级枢纽的综合利用效益。由于流域梯级水电站之间存在着水力、电力调度、地理位置约束复杂、运行方式较单个水电站更为灵活多变等原因，因此，流域梯级水电站优化调度的模型建立一直是水电系统优化调度中的难点问题。为此，本文首先对集中控制调度管理模式进行了简要阐述，详细探讨了节能发电调度单站排序规则下的调度方式，旨在提高我国水电能源的综合利用率。
关键词：节能发电调度；梯级水电站；调度方式；研究
由于流域梯级水电站之间存在着水力、电力调度、地理位置约束复杂、运行方式较单个水电站更为灵活多变，因此，流域梯级水电站优化调度的模型建立一直是水电系统优化调度中的难点问题。这必然会对水电优化调度提出新的要求，水电优化调度面临新的挑战。
1 集中控制调度管理模式
流域梯级水电站集中控制调度的实现，要求流域梯级水电站设置唯一的流域调度机构（即集控中心），对外负责向省电力调度中心申报流域梯级水电站发电计划、接受并完成省电力调度中心的调度指令，对内负责流域各梯级水电站的统一集中控制调度工作，在满足电网安全、电站调峰、调频、检修计划等需求的条件下，科学合理地安排流域梯级水电站机组开停机，科学合理地安排流域梯级水电站设备运行与维护，科学合理地安排流域梯级水电站各机组出力并躲过机组振动区运行等。在特殊情况下，省电力调度中心也可直接对单个水电站进行调度联系。
流域集控中心模式下，考虑流域梯级水电站间的距离、地理位置及经营管理需要等因素，流域梯级水电站宜采用扩大厂站（总厂）管理模式进行远程集中监控和运行维护调度。整个系统由省电力调度中心、流域集控中心、各水电站三大部分组成，它们之间通过通信设备组网形成并进行电力调度联系。其中，省电力调度中心的基本职责是做好电网系统的负荷预测及分配，根据电力系统安全约束的要求以及系统网络的潮流分布情况，实时调度、调整流域梯级片区输出线路的出力，以保证电网系统的安全稳定运行和电力的连续可靠供应。整个系统中，除省电力调度中心和流域集控中心之间、流域集控中心和各水电站之间具有完整可靠的通信通道外，省电力调度中心和各水电站之间也同样具有可靠通信通道，以备紧急情况下进行调度联系。
2 节能发电调度单站排序规则下的调度方式
鉴于我国水电能源开发大都采用“流域、梯级、滚动、综合”的典型开发模式，龙头水库一般具有较强的调节能力，下游梯级水电站多为径流式或调节性能较差，本文以四川久隆水电开发有限公司九龙河集控中心为例进行分析说明。A、溪古水电站总装机容量为249MW，具有季调节能力，总库容9752.7万m3，有效调节库容8634.4万m3。B、沙坪水电站总装机容量162MW，具有日调节能力，总库容131万m3，有效调节库容100万m3。C、偏桥水电站总装机容量228MW，库容无调节能力。对节能发电调度单站排序规则下的流域梯级水电站调度方式进行研究。为贯彻落实《节能发电调度办法（试行）》，节能发电调度单站排序规则下的流域梯级水电站调度方式可分为3种情况。
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（1）方案一：九龙河集中心单独申报A溪古水电站的发电计划，统一申报下游B沙坪水电站和 C偏桥水电站两水电站的发电计划；四川省电力调度中心审核、调整流域梯级水电站发电出力曲线时，根据节能发电调度机组排序序位，对A溪古水电站按季调节能力进行排序，B沙坪水电站和 C偏桥水电站两水电站则分别按径流式水电站进行排序，并按照“以水定电”的原则安排其发电负荷。
方案一：遵照国家颁布实施的节能发电调度政策，在一定程度上保证了流域梯级水电站整体水能利用效率的提高和水库在枯水期按计划消落水位，但在实际调度过程中仍有可能会出现下游水电站弃水或导致下游水电站无水发电现象。
（2）方案二：九龙河集控中心统一编制和申报A溪古水电站、 B沙坪水电站、 C偏桥水电站三水电站的发电计划；四川省电力调度中心审核、调整各水电站发电出力曲线时，将A溪古水电站、 B沙坪水电站、 C偏桥水电站三水电站作为一个整体进行综合考虑，按径流式水电站序位进行排序下达发电计划。
方案二：九龙河集控中心根据上下游水库间水力联系及调节性能上的差异，对水能发电机组按流域进行统一排序、统一调度，较好地实现了各水电站联合优化调度运行，充分发挥了上游龙头水库的调节作用，可有效避免各水电站弃水或下游水电站无水发电等情况的出现，简单易行，可操作性较强。但是，A溪古水电站为季调节能力，若将A溪古水电站统一按径流式水电站参与排序，将会与现行《节能发电调度办法（试行）》的要求不相符。
（3）方案三：将下游B沙坪水电站、 C偏桥水电站两水电站作为一个整体，统一向四川电力调度中心申报其发电计划，四川省电力调度中心审核、调整其发电出力曲线时，根据水能机组发电序位排序规则，按径流式水电站序位进行排序，其申报电量首先参与全网的电量平衡；将上游A溪古水电站单独进行考虑，由下游B沙坪电站、 C偏桥水电站两水电站平衡后的计划电量反推上游A溪古水电站要求水库进行放水，以保证下游两径流式水电站完成其计划电量，继而由A溪古水电站水库的放水确定A溪古水电站的发电出力。
方案三：从流域整体水能利用率最大化的角度出发，不仅使流域龙头水库的季调节作用得到充分发挥，而且各下游水电站之间可通过径流、电力补偿调节，使下游水电站的水量得到充分利用。同时，该方案保证了下游B沙坪电站、C偏桥水电站两水电站能够完成省电力调度中心下达电量计划，也保证了当A溪古水电站出现非正常弃水时，其发电机组能够位列下游B沙坪水电站，C偏桥水电站两水电站发电机组的前面，具有可操作性。
综上所述，方案三较好地解决了当前集控中心模式下流域梯级水电站联合统一调度与节能发电调度排序规则的协调性问题。但随着流域水情测报系统、水调自动化系统、通信系统等方面的技术和条件日趋成熟以及节能发电调度工作的逐步深化，方案二更有利于实施流域梯级水电站的联合综合调度，合理分配各梯级水电站的发电负荷，并在实时调度过程中将水库调度和电力调度紧密结合起来，优化水库和机组运行方式，降低耗水率，利用有限的水能资源增加发电量，充分发挥各梯级水电站的生产潜力，提高其整体效益。因此，方案二将成为九龙河集控中心模式下流域梯级水电站节能发电调度的最佳方案。
3 结束语
综上所述，随着我国的电力市场改革也在稳步推进，新的市场环境给传统的梯级水电优化调度提出了新的要求。因此，只有合理分配各梯级水电站的发电负荷，并在实时调度过程中将水库调度和电力调度紧密结合起来，优化水库和机组运行方式，降低耗水率，利用有限的水力资源增发电量，才能充分发挥各梯级水电站的生产潜力，提高企业和社会整体经济效益。
参考文献：
[1]张军良，马光文，王黎，刘刚. 节能发电调度规则下梯级水电站调度方式研究[J]. 人民黄河，2010，v.32；No.30311：140-142.
[2]张睿. 流域大规模梯级电站群协同发电优化调度研究[D].华中科技大学，2014.
论文作者:何小勇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：水电站论文; 梯级论文; 流域论文; 沙坪论文; 中心论文; 下游论文; 节能论文; 《电力设备》2017年第27期论文;