浅析水电站经济运行策略
发表时间：2018-08-21T14:27:03.673Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者：蔡小丽
[导读] 摘要：随着经济的快速发展，电力生产的供需矛盾也日见突出，如何充分发挥现有电站的潜能，在确保工程生产安全和运行可靠的前提下，使水电站或电力系统取得尽可能大的效益，引起了发电企业的广泛关注，具有很深的研究意义。
（陕西省水务集团旬阳水电开发有限公司 725700）
摘要：随着经济的快速发展，电力生产的供需矛盾也日见突出，如何充分发挥现有电站的潜能，在确保工程生产安全和运行可靠的前提下，使水电站或电力系统取得尽可能大的效益，引起了发电企业的广泛关注，具有很深的研究意义。
关键词：水电站；经济性；运行
水电站经济运行是整个电力系统经济运行的一个重要组成部分。
由于水电站所具有的特点，决定了水电站的最优运行对整个电力系统的运行状况、电力电量平衡、周波与电压控制、供电的可靠性和运行的经济性起着主导和巨大的作用。
按照具体情况合理的选择制定水电站的经济运行方式，并在实施过程中不断地进行反馈调整，可以有效地改善火电厂及整个电力系统的运行情况。
在混合电力系统中，只有通过水、火电站的有机协调配合，才能使水电站在经济运行中的作用得到充分发挥。
1、引言
目前水电站经济运行存在的问题很多，在我国已建成的水电站中，目前实现水电站经济运行功能的比重偏低，一方面，重建轻管的思想依然存在，另一方面其技术上的影响也比较关键。
在水库调度研究中由于径流预报精度问题进展缓慢，导致总体无法投入实际应用。
实测机组运行参数的仪器检测存在误差，电站的调度水能利用率不高，负荷的最优分配较难，调度优化方法的研究还需深入等，都严重制约了水电站经济运行功能的实施。
2、水电站经济运行技术与管理
2.1根据发电量最大为目标进行调度
发电效益一般常作为电力系统应用评价的一个标准，这一准则主要用于具有统一调度的水电站群系统，系统性较强。
由于发电量的大小直接反映了电力系统的发电能力，是经济水平和能量评定的一个较好的衡量标准。
水电系统的发电量最大，从而尽可能使火电少发，则获得了发电系统的经济效益。
此方法运用优化理论编制发电量优化调度方案，确定各时段优化运行方式，并作为水电站经济优化运行的基础。
优化过程按设计或有关文件确定上下游水位、调度量和发电出力等边界约束条件，选取按照调度部门要求确定决策变量，运用动态规划等算法进行逆时序逐时段的调节计算。
2.2以调峰效果最优为目标进行调度
调峰效果最优的调度目标常通过调峰出力最大等模型进行具体寻优。
在一定调度周期内，给定入库流量过程和水库始末水位，考虑各种约束条件，确定各个水电站水库的调度过程，使剩余负荷尽量拉平，达到削平峰荷的效果。
该模型目的是考虑系统负荷变化需求，通过对峰值和系统负荷的调节，充分利用水电机组运转灵活的特点，尽量承担调峰任务，使余留给火电机组的负荷需求尽量平稳不变，以减少火电机组的开停机次数，减小火电调峰负担，节省启动消耗并提高电站整体运行效率，达到减少整个电力系统燃料消耗的目的。
2.3其它调度方式
（1）单一水电站水库优化调度
运用优化理论编制单库优化调度方案，确定全年各时段优化运行方式，并作为库群联调优化的基础。
优化准则通常取调节周期(年)内发电量最多或以追求水电站发电电能价值最大为目标。
（2）跨流域水库群联合优化调度
确定网内水电站群在全年各时段的优化运行策略。
要统一考虑水电站水库彼此间的水力联系和电力联系；利用各水库调节性能差异和水文不同步性进行库容和电力补偿调节，以充分发挥库群的总体效益；以电站群体多年运行的总效益最大为优化目标。
（3）梯级水电站群优化调度
寻求在满足电力系统给定的总负荷及其他约束条件下的梯级水电站群整体最优联合运行方式。
（4）水电站厂内经济运行
水电站挖潜增发电的进一步深化就是实现厂内经济运行，即用最小的流量发足系统要求给定的所需功率。
在制定水库长、中、短期优化运行计划、方式的基础上，选择“以水定电”或“以电定水”的操作方法，确定面临日水电站最佳日负荷曲线或日发电耗水量之后，利用动态规划法确定最佳运行机组及其组合。
3、案例分析
3.1京娘湖水电站简要介绍
京娘湖水电站位于邯郸市武安大溪河干流，1998年12月开始建设，2001年6月开始投产发电至今。
京娘湖水电站以发电为主，兼具防洪、灌溉等功能于一体，上游控制集水域面积2065km2，水库正常蓄水水位467.00m，库容8590万m3，校核洪水位469.92m，总库容9520万m3，滞洪库容2090万m3，设计防洪水位463.57m，死库容2120万m3，死水位426.0m，有效库容为6470万m3，具年调节性。
电站装机
48MW，设计年利用小时4438小时，年发电量21302万千瓦时，对南川市电网具有调峰、调频能力。
3.2京娘湖水电站问题的解决方法和相关措施
（1）优化管理，降低运营成本
根据电站装机容量，原设计的编制：各级管理人员、运行维护人员共需60人，但公司在投入运营初期就考虑到成本的控制，按照本电站的自动化程度水平，优化运行维护管理体制。
按照少人值守原则，采取五班三倒，每班三人；生技科五人，科长、电气工程师、机电设备管理工程师、安全工程师、电力计量工程师，在生技科的领导下负责电厂的日常运行维护管理工作；水情中心的设制包括：主任、监测、水情测报、大坝、防洪设备管理等。
相比同等容量的老企业运行管理人员减少了二十多人。
（2）科学安排发电计划，确保完成发电任务
科学合理的发电指标，是制定电厂其它一切计划的依据，也是保证电厂正常运行的前提。
技术人员在认真研究几年来的发电情况后，结合多年来的降雨情况、泄洪、机电设备运行情况等等。
技术人员确定年发电量在18000KW.H比较合理，并按此年计划目标，合理分配每
月的发电计划。
（3）制定合理的水库调度方案，确保少弃水
水情中心负责与当地气象部门及时联系，掌握降雨情况，测算入库流量、泄洪流量，分时段确定库水位运行限位，制定泄洪计划、水库调度方案等。
尽可能在保证安全度汛的同时，少泄洪，利用其多发电，采取以下方法：第一，提高汛期水库的限制运行水位。
根据当地的降雨、及入库流量特点，在保证防汛安全的前提下，分时段确定不同时期汛期限制运行水位，尽量提高汛后期的水库运行水位，最大限度地减少发电耗水率，以提高发电经济效益。
根据设计要求：该水库的设计汛期运行水位为:463m，根据几年来的入库流量、降雨情况、以及水库的泄洪能力、防洪设施等多方情况分析后决定：在加强与当气象部门的联系，
确保准确撑握降雨、入库流量、随时泄洪的情况下可以提高1m汛期运行水位，使之用来发电。
汛期运行水位提高1m后，库容多出250万m3，多发电100万KWh。
第二，根据水情，实时调整方案。
充分运用水情预报，及时地有计划地腾空库容，多发电量；根据洪情及时拦蓄洪尾，把洪尾洪水蓄于库内（主要在8月底），增发电量，充分地利用了水源，实现经济稳定多发。
第三，动态控制汛期水位。
采取水库汛期限制水位动态控制方法，对汛期限制水位进行调度。
即在降雨及洪水发生、发展到消退的过程中，精确掌握实时降雨预报、洪水预报，结合水库蓄水能力和大坝泄洪能力，分时段、分步骤判断洪水量级，对汛限水位进行灵活、及时调度管理。
第四，优化设备运行方式，确保运行经济性。
在电站投运初期机组的振动出现过偏大、摆度超标等现象，在排除机组安装质量问题、水轮机制造质量等原因后，考虑是在不合理的运行工况下，导致了此种情况。
根据科学测试和运行实践经验绘制了机组运行振动区域图，据此制定了电站经济运行方式和限制机组最低出力线方案，本着开机就多带负荷，避过振动区的原则，尽可能采取停机备用，控制旋转备用，争取合理负荷以避开机组振动区域运行或尽量减少在振动区域运行时间，延长机组大修周期和使用寿命，降低生产成本，确保机组经济运行。
参考文献
[1]陈飞.再谈龙羊峡水电站初期运行[J].西北水电,2017(4):1-7.
[2]徐琦.改进遗传算法在梯级电站日优化运行中的应用[J].水电能源科学,2012,20(4):51-53.。