利用水电站生产管理系统数据指导电站经济运行工作

摘 要：提高水电站经济运行是每个已投產水电站日常工作的重中之重，深挖潜力，不断提高电站经济指标。如能合理利用水电站生产管理系统数据计算，更能有效的找到提高经济运行工作的重点和方向，以及所采取的方法。

[关键词]管理系统，指导，电站，经济运行

1引 言

为了最大限度提高水能利用率，每个水电站都在进行节能降耗、优化运行方式、抬高电站水头、节约厂用电等方法来达到目的。如何更好的提高经济运行工作，结合水电站生产管理系统数据，进行分析计算，更能准确找到经济运行工作的重点和实现的方法。

2实施方法

李家峡水电站水库设计洪水位▽2181.3米，校核洪水位▽2182.6米，水库多年平均流量662m3/s。电站一期工程装机1600MW，设计工作水头122米，保证出力58.1万kw，多年平均发电量59亿kwh，设计年利用小时数2950小时（含二期5号机组投产后）。

2.1利用水电站生产管理系统做好电站上游水位、耗水率等运行指标的跟踪工作

表一 2013年水库运行情况表

月份

指标 1 2 3 4 5 6 7

月平均水位 m 2178.39 2179.5 2179.55 2179.16 2178.83 2179.00 2179.22

月平均水头 m 126.8 128.38 127.95 126.89 126.39 126.58 127.26

出库平均流量 m3/s 625 507 610 775 833 812 712

月份

指标 8 9 10 11 12 全年

平均

月平均水位 m 2178.46 2178.72 2177.46 2179.28 2179.58 2178.93

月平均水头 m 126.12 126.86 126.48 127.64 128.55 127.16

出库平均流量 m3/s 818 703 587 693 570 687.08

按电站2013年全年发电量67.13亿kwh计算，平均每日出力为发电量为1839.18万kwh，平均出力766.32MW。

水轮机出力计算公式N=9.81QHη水轮机

水轮发电机组出力为E=9.81QHη水轮机*η发电机=9.81Qη机组综合

按2013年全年电站平均出力766.32MW可以计算出电站机组综合效率η机组综合=全年电站平均出力/全年电站平均理论出力×100%

η机组综合=766.32×103/（9.81×687.08×127.16）×100%=89.41%

假如2013年上游水位为2180.00米，则比实际全年平均上游水位高1.07米，该水位下全年平均上游水位为128.23米。因相差1.07米，水轮机运转综合特性曲线，效率非常接近，机组综合效率相差不大，这里仍用89.41%，流量不变，按此水头可以计算出全年机组发电量为：

E=9.81QHη机组综合×24×365=9.81×687.08×128.23×0.8941×24×365≈67.69（亿kwh）

可以看出，如2013年全年平均水头为2180.00米，则可以多发67.69-67.13=0.56（亿kwh）=5600万kwh。

如2013年全年平均上游水位为2180.30米，同理：

E=9.81QHη机组综合×24×365=9.81×687.083×128.53×0.8941×24×365≈67.85（亿kwh）

则可以多发67.69-67.13=0.72（亿kwh）=7200万kwh。

如按0.218元/千瓦时上网电价计算，就能多增加1220～1570万元的收益。可见在非汛期无防汛压力，适当提高电站上游运行水位，就能提高电站全年的发电量，是提高电站经济运行行之有效的良好方法。

2.2分析生产管理系统数据做好节能降耗工作

2010年至2013年，电站前方用电量在395.84万kwh与457.79万kwh之间（最小最大之比为0.8647），电站后方用电量在780.71万kwh与814.96万kwh之间（最小最大之比为0.9580）。电站多年后方生活用电在800万kwh左右，前方生产用电在420万kwh左右。冬季厂用电用电量与夏季厂用电用电量相差很大，最大可达5.08倍。前方非采暖期和采暖期用电量相当，甚至冬季前方厂用电量还略少一些，应该是夏季厂房通风系统比厂房冬季防冻部位采暖更费电。

2010年至2013年多年年均厂用电量1217.43万kwh，前方多年年均用电量420.8万kwh；非采暖期后方多年日均厂用电量0.5070万kwh，冬季多年平均采暖用电量可达611.58万kwh，可见冬季采暖用电量占厂用电量很大比例，可以占到全年厂用电量的一半。如提高采暖效率，节能10%，就能省出近61万kwh电量。因此，冬季提高后方采暖效率工作显得尤为重要。李家峡电站自1997年发电至今，生活基地最早房屋建设时间为1995年左右，供暖系统管路及暖气有的已长达近20年，大多数房间暖气仍为铸管暖气，由于供暖管路老化，热效率越来越低。加之以前房屋建筑无保温层，散热相对较快，因此想提高室温，就不得不增加电锅炉投入的加热功率。因此对现有的锅炉，供暖系统管路需要更换和改造，房屋及供暖管路做好保温措施，才能提高采暖效率和节约冬季采暖用电。

此外，损耗电量占综合厂用电量比例很高。2010年至2013年平均损耗电量为1163.585万kwh，占平均年综合厂用电量48.32%。李家峡电站机变部分采用单元接线，发电机与主变压器之间设有机组出口断路器，作为并网和解列点，330kV GIS采用一倍半接线方式，厂高变死接于主变低压侧，虽然这种接线方式灵活，停机不用考虑倒厂用，但存在以下问题：

当发电机解列后，主變倒挂系统的这种运行方式，主变压器空载损耗就会白白浪费较多电能。尤其对于来水量偏少，多年平均流量只有662m3/s，多年平均发电设备平均利用小时数不足4000小时的李家峡电站来说，就显得非常不经济。

如果电站二期5号机组投产后，设计年利用小时数只有2950小时，这种弊病将更加突出。

电站主变空载损耗电量计算如下：

单台主变空载损耗电量计算：

单台变压器空载运行小时时间×变压器空载损耗

单台变压器空载小时时间=365×24-发电设备平均利用小时数）

李家峡单台SSP7-450000/330主变空载损耗为：172.8kW

单台主变空载损耗电能=（365×24-发电设备平均利用小时数）×172.8（kwh）

李家峡电站一期工程：4台机组，全站主变个数：4台

2013年经查综合生产月报，电站全年发电设备平均利用小时数为：4167.5小时

电站主变空载损耗电量=（365×24-发电设备平均利用小时数）×172.8×4

=（8760-4167.5）×172.8×4

=3174336（kwh）

=317.4336（万kwh）

考虑一倍半接线330kV GIS母线长期不停电的特点，如果厂用变压器直接利用330kV断路器分别接入330kV GIS Ⅰ、Ⅱ母来带厂用，一来可以避免启停机不用倒厂用。二来，机组出口可以不设断路器，以节省投资，按李家峡目前4台机组，可以省出4台进口ABB大电流发电机出口断路器（GCB）。厂用变压器空载损耗相比主变损耗很小，能省下较多空载损耗电量。这种对于多年发电设备平均利用小时数不足4000小时的黄河流域电站来说，采用这种方式，经济效益还是比较客观。

随着电网间直流输配电工程的要求，网上对大型变压器操作越来越谨慎，主变需去磁后才能全电压充电，要么主变随机组一起升压至额定，用高压侧断路器并网。而机变采用死连接，开机方式就是主变随发电机升压至额定，用主变高压侧断路器并网，就能避免主变全电压充电时，引起的激磁涌流问题。发电机出口采用大电流母线断路器后，存在发热损耗问题，李家峡机组出力达320MW（启动定值11.1KA）以上是，发电机出口断路器冷却风机必须强制投入冷却。而发电机、主变压器直接连接，就能减少开关发热损耗的问题。

通过水电站生产管理系统数据，2012年、2013年损耗电量占比上升幅度较大，超年厂用电用电量。需要认真分析损耗电量上升原因，对主变压器实际损耗进行认真计量和计算，采取措施，降低主变压器损耗。

3 结束语

充分利用水电站生产管理系统各生产数据，就能很好的指导水电站经济运行工作，从数据中抓住提高电站经济和节能降耗工作的重点，从而提高电站经济运行，提高经济效益。

参考文献：

[1] 李家峡发电分公司运行规程2013.8

[2] 黄河李家峡水电站主要设备技术手册2003.12

[3] 水轮机，郑源等主编2007.4

作者简介：

孟繁华（1973—）男 工程师，主要研究方向：水电运行、光伏发电