低水头水电站经济运行与探讨

李峰

(湖南省水运建设投资集团有限公司,湖南长沙 410004)

低水头水电站经济运行与探讨

李峰

(湖南省水运建设投资集团有限公司,湖南长沙 410004)

随着近年来我国经济的快速发展,越来越多的中小型,低水头水电站被开发利用,所占的比例也在逐年增加,因此,对于低水头水电站如何采取更有效的经济运行方式,成为这些年来热门的话题,本文主要就低水头水电站经济运行的基本要求,方式,必要因素,探讨的方面进行综述。

基本要求 方式 必要因素 探讨

作为近年来越来越被重视的低水头水电站，因其特殊的低水头无调节能力，水库基本无蓄水能力，更不能承担调洪及电力系统调峰任务，造成了这样的水电站的经济运行方式可以对水电站的经济效益起主导地位，故采取更有效的经济运行方式来保证电站的安全，提高电站的经济效益。

1 水电站经济运行基本要求

因其特殊，水电站的运行特点决定了水电站的经济运行对整个电力系统的运行状况，所以遵守水电站的运行要求至关重要。这样不仅仅可以最大程度上解决能源紧缺问题，同时还可以为实现节能型社会的目标做出一分贡献。

水电站的运行应满足以下要求：

安全作为第一生产力，是最基本的要求，水电站的安全作为经济运行的基础，更应该处处以安全为准则，再次才能谈水电站所带来的经济效益问题。

一个水电站能否长期保持良好的运行状态，常常取决于水电站的专业技术水平。良好的专业技术水平，加上有效地专业技术管理，一旦出现问题时，便能及时有效地给出解决方案。

除此之外，良性循环的竞争也必不可少。良性循环的竞争，不仅能使得水电站的专业人员时时刻刻自主学习深造，提高自身文化素质，充分发挥自身的才能，更能推动着整个水电系统的经济运行的发展。

2 经济运行方式

(1)最大程度提高发电量。在丰水期与枯水期两个不同的时期，在根据水电站水库的来水量以及当前的水位的情况，采取针对性的方案。

在丰水期，因其天然来水量比较大，故此无需在开机台数的数量上有所控制，而是以采取在不超过到房屋及其征地的合理范围内，最大程度上提高上游蓄水水位。

而在枯水期，由于天然来水量相对大幅度减少，所以在机组上以适当减少机组的出力，尽可能蓄水，调节机组出库流量与入库流量之间的平衡，由此使得水位保持在理想的水位。

(2)减少水头损失和流量损失。无论是丰水期还是枯水期，由于天然来水，往往会挟带着多种垃圾，尤其是丰水期，由于流量较大时，通常会由于所挟带的垃圾，将发电机前的进水口堵塞，造成水头损失和流量损失，同时还会对水电站的发电效率造成影响，所以要对天然来水所带来的垃圾进行及时，有计划的清理，这样一来，才能合理有效地保证机组的安全经济运行。

(3)尽可能提高水轮发电机组效率及电能输送效率。由于水轮发电机组的效率可根据机组运行情况或运行方式的改变而改变，因此要尽可能提高水轮发电机组效率，增加发电量；尽量减少无功功率，提高功率因数，提高发电机效率、降低损耗。

(4)利用数理统计学原理对运行机组的各种数据进行统计，建立数学模型，对电站各台机组的运行记录进行统计，确定每台机组在不同水头及不同负荷下的平均实际耗水率和最小耗水率等，然后建立数学模型进行分析计算，确定经济运行方式，实现水电站的经济运行。

(5)利用和把握气象信息及水文资料，收集整理相关水文数据，及时做好水文特性曲线，不断更新，时刻掌握真实情况；同时加强水库情况的勘查工作，加强水位的控制，合理安排工作，提高工作效率，还要根据水情控制水库的蓄水位，降低消耗，保持高效运行。

(6)因为低水头电站的特殊情况，所以其水库库容小，不可能将多余的水量进行调蓄，这就要求电站所有机组在丰水期处于完好状态，只有这样，才能最大限度提高电站的发电量。与此同时，提高电站员工的技术水平以及电站的管理水平，保证机组各设备的完好率，才能保证电站机组的安全、稳定、经济运行。

3 水电站经济运行的必要因素

由于水电站本身的运行对发电机组的依赖性，导致发电机组的正常运行与否，无时无刻不影响着水电站的经济运行，所以水电站经济运行的必要因素主要针对发电机组的各个项目而言。

3.1 水库调度

根据不同类型的水电站采取有针对性的水库容量探查，并按照电力系统的调度计划，水电站水库的来水量以及水位等诸多因素，从而整理出一系列合理的调度方案。在对水库容量较小低水头水电站的情况下，宜采用贯流式机组和采取日调节的方式。

3.2 机组情况

作为水电站的核心要素，水轮发电机，更是起着承载着整个电力工程发电主要载体的作用。对于水电站来说，水轮发电机的安全运行，再加上机组各个部分的协调作用，不仅仅是用来实现水电站的经济运行，更会进一步提高水电站的发电效率。

3.3 运行设备

(1)运行设备的管理模式。由于设备使用时间的加长，势必会出现一些故障或者隐患，所以必须制定相关设备的管理制度，争取在事故发生之前，将隐患解决，避免事故的发生，而影响水电站的正常运行。

(2)设备运行的方式。对设备进行分析了解，进行设备改造，加入智能自动装置，选用高效多功能的辅助设备，运用新型材料进行设备改良，从而达到技术创新，提高运行设备的工作效率，从而实现水电站的经济运行。

4 低水头水电站常见问题

4.1 上下游沟通

由于小水电站发展极快，所以常常有一条河流上有几个甚至多个电站，又由于这些小水电站沟通不够，造成上游电站下泄多少流量，下游电站无法得知造成不必要的水流量浪费。因此，在水流量变化时，上游水电站应积极、及时联系下游电站，使得在水流量没来之前调整运行方式，增加更多的经济效益。

4.2 丰水期清污

在丰水期，雨水过多，因此常常会带来很多垃圾，如树根，水草，塑料袋等，导致水电站进水口前拦污栅堵塞，造成机组水头减少，机组无法带满负荷，影响机组出力，同时因为进水口堵塞造成水力不平衡引起机组强烈振动，对机组的安全运行产生重大威胁，所以清污工作在丰水期尤为重要。

4.3 枯水期检修

因为枯水期来水量减少，所以在枯水期是对机组及其各附属设备进行全面检修维护的最佳时期，因此水电站一定要把握好时期，要在枯水期结束前完成对设备的全面检修维护、预试等工作。

5 实现经济运行的探讨

5.1 确定当日的负荷大小

在水库流域面积内安装水文测报系统，根据天气预报、上游电站、泄水设施等引起本站水量的变化、水位变化等相关水文数据，通过对预报与实测结果的对比，校正有关参数。从而确定当日的负荷大小。

5.2 确定厂内各机组的实际效率,制定开机方案

在给定的全厂负荷下，对运行机组台数和组合进行最优化计算，并按最优化原则选择运行机组的台数，实现运行机组间负荷的最优分配，使之效率达到最大化。

5.3 确定不同水头下合理的开机方案和负荷分配方案

在各机组参与生产的过程中要经常调整负荷分配，不能使负荷一层不变的一直带到底。要根据水头的变化适时调整各机组的负荷，以使水轮机工作在高效率区。

5.4 不同来水期的优化运行原则

丰水期以机组出力最大为运行调节原则。枯水期以高水头运行，效率最高调节机组出力为原则。

5.5 机组间的优化运行

根据水电站的日负荷计划或即将面临的负荷预测资料，事先进行机组启、停最优化计算，确定改变运行机组组合的合理性，使机组的启、停按最优化准则进行。

6 结语

由于经济运行在低水头电站中有着主导地位，所以在低水头水电站的运行中需采取有效的经济运行方式，不断完善技术管理制度，加强设备的维护与检修，更要在每位员工身上树立安全生产的基本思想，从而确保水电站的安全性、可靠性、经济性，提高水电站运行效率。

[1]王昀.浅谈小水电站经济运行与管理[J].科技风,2014(01).

[2]雷军.关于水电站的经济运行有效实施方法的探讨[J].法制与经济,2013(06).

[3]蒋俊华.如何优化小水电经济运行[J].科技传播,2013(21).