绥芬河罗家店水电站调度运行方式研讨

高明　吴明官　才莉莉

摘 要：黑龙江省全年的径流分配极不均匀，年际变化较大，丰枯变化明显，冬季枯水期约占半年时间，而且水电站的调节库容较小，每年丰水期来水量较大等情况下，采用本次研讨的优化调度运行方式电能计算，可以尽量减少弃水量，比非常规方法可增加水电站的多年平均发电量约3%，增加发电效益。

关键词：运行方式；水电站；调度

1 前言

能源问题是当今世界上最突出的问题之一。矿藏资源为有限的一次性消耗能源，大量开采，蕴藏量逐年减少，而水能资源是一种天然再生的绿色环保型清洁能源，可以重复利用。水电是目前人类唯一能够大规模商业化开发利用的、技术上成熟的可再生清洁能源，因此，优先发展水电是满足我国能源增长需求和实现可持续发展的重要途径。

2010年10月，由黑龙江省水利水电勘测设计研究院编制的《黑龙江省东宁县大绥芬河干流罗家店水电站工程初步设计报告》，该报告已经经过审批，其中水电站调度运行方式，具有一定的难度和研讨价值。

因此，笔者特提出如下非常规的水电站调度运行方式，称优化调度运行方式，按该调度运行方式电能计算，可提高水电站的多年平均发电量。

2 建设项目概况

东宁县罗家店水电站坝址位于大绥芬河干流上游，距东宁县城120km。

罗家店水电站校核洪水位360.29m，总库容1640万m3；正常蓄水位358.0m，正常总库容1300万m3；调节库容595万m3；死水位353.0m。

罗家店水电站总装机容量为15MW，多年平均发电量4166万kW.h，选择3台水轮发电机组，其中：2台单机容量7MW，1台单机容量1MW。

3 水电站坝址处多年平均来水量

罗家店水电站坝址处1956年～2008年共53年径流系列统计分析结果，多年平均年径流量43772万m3，多年平均流量13.88m3/s。

4 划分不同水年

根据历年来水量资料，划分丰、平、枯水年，即当经验频率P≤25%的年份为丰水年，当经验频率75%

5 划分不同水期

根据历年逐月来水量资料统计分析后，确定每年的12、1、2、3月份，共4个月为枯水期；每年的7、8、9月份，共3个月为丰水期；每年的4、5、6月份和10、11月份，共5个月为平水期。

6 不同水期发电原则

枯水期：每年进入枯水期后，充分利用生态基流量发电，即只利用一台小机组发电，当库水位低于死水位时，停止发电。

平水期：（1）每年4～6月份，当遇到丰水年时，三台机组满负荷发电，尽量避免弃水；当遇到平水年时，尽量利用两台大机组发电；当遇到枯水年时，尽量利用一台大机和一台小机发电。（2）每年10、11月份，无论遇到什么年份，无论三台机组如何组合发电，在不弃水的原则下，到11月底库水位尽量达到正常蓄水位358m。

丰水期：每年进入丰水期后，尽量利用三台机组满负荷发电，尽量减小弃水。当库水位Ht≥358m时，水电站出现弃水。

7 水电站调度运用方式

该水电站来水流量等于零的情况下，可利用调节库容595万m3。

7.1 枯水期（每年12、1、2、3月份）

每年进入枯水期后，充分利用枯水径流发电，即只开启一台小机组发电，当库水位低于死水位353m时，停止发电，余水量蓄在库中，准备过一段时间后继续发电。

7.2 平水期（每年4、5、6月和10、11月份）

每年4～6月份：当Qt≤Q大时，仍利用小机组发电，余水量蓄在库中，库水位逐渐上升至发电限制水位Hx以上为止。当Q大2Q大时，开启三台水轮发电机组满负荷发电，若Qt<2Q大+Q小时，则库水位将下降至Hx以下时，关闭小机组，使库水位上升至Hx以上为止，否则库水位将上升。

每年10、11月份：当Qt≤Q大时，先利用小机组发电，库水位上升当水位高于Hx时，关闭小机组后，开启一台大机组发电，利用库中水发电，水位下降至Hx以下时，关闭大机组后，重新启动小机组发电，使水位上升至Hx以上为止。

当Q大

当Qt>2Q大时，开启三台水轮发电机组满负荷发电，若Qt<2Q大+Q小时，则库水位将下降至Hx以下时，关闭小机组，使库水位上升至Hx以上为止，否则库水位将上升。但是无论如何到11月底前库水位必须保持在357m～358m即可。

7.3 丰水期（每年7、8、9月份）

每年进入丰水期后，尽量减小弃水，开启三台水轮发电机组满负荷发电，库水位尽量控制在357.5m～358m即可。

8 水电站调度运用图

根据初始的调度运行图和典型年流量过程线，按照上述的调度运行原则和方式进行电能计算。若所计算的多年平均发电量不理想时，适当调整初始调度图后，重复上述操作过程即可，直到所计算的多年平均发电量明显大于常规方法计算成果为止。

9 实际调度运行方式

罗家店水电站建成后，坝址以上具体的来水量是随机的和未知的，因此，该水电站实际调度运用方式，是根据上述优化后的调度运用图中的发电限制水位Hx和实际的库水位Ht高低来控制发电：

9.1 枯水期（每年12、1～3月份）

该水电站每年进入枯水期后，当库水位Ht≥357m时，为了防止弃水，尽量多发电，可开启一台大机组发电，若大机组发电后Ht<357m时，则立即停止大机组发电，开启小机组发电，否则可开启小机组后，利用两台机组同时发电，这时候库水位Ht仍继续上升，立即开启另一台大机组后，利用三台机组满负荷发电，一直到库水位下降至发电限制水位Hx附近为止。

当库水位Ht<357m时，只开启一台小机组发电，若小机组发电后库水位Ht≥Hx时，则按小机组继续发电，否则立即停止小机组发电，等待一段时间后，视库水位Ht上升至相应时段的Hx以上时，重新启动小机组发电，如此反复即可。

9.2 丰、平水期（每年4～11月份）

该水电站每年进入4月份以后，当库水位Ht≥357.5m时，为了避免弃水，开启三台机组满负荷发电，若库水位Ht<357.5m时，则先关闭小机组后，库水位Ht如上升则可利用两台大机组继续发电；库水位Ht如继续下降，则再关闭一台大机组后，只利用一台大机组发电，库水位Ht上升可利用一台大机组发电；库水位Ht下降，继续利用一台大机组发电后，视库水位Ht接近于该时段的发电限制水位Hx为止。当库水位Ht<357.5m时，开启两台大机组发电后，库水位Ht逐渐下降时，则先关闭一台大机组后，视库水位Ht是否上升或下降，库水位Ht上升可利用一台大机组继续发电；库水位Ht下降，继续利用一台大机组发电后，视库水位Ht接近于该时段的发电限制水位Hx为止，否则利用三台机组满负荷发电后，视库水位Ht是否上升或下降，库水位Ht上升可利用三台机组继续发电，当库水位Ht≥358m时，水电站出现弃水；库水位Ht下降，继续利用三台机组发电，视库水位Ht下降至该时段发电限制水位Hx附近为止。

10 结束语

通过上述的分析研究，特提出如下结论：笔者提出的非常规水电站调度运行方式，可称优化调度运行方式，按该调度运行方式电能计算，可尽量减少弃水量，比非常规方法可增加水电站的多年平均发电量约3%左右。