浅析柳洪、坪头水电站联合调度运行

段志勇,王 晟

(四川美姑河水电开发有限责任公司,成都 611130)

文章编号：1006—2610(2015)05—0090—03

浅析柳洪、坪头水电站联合调度运行

段志勇,王 晟

(四川美姑河水电开发有限责任公司,成都 611130)

对美姑河流域柳洪、坪头水电站联合调度运行的各种影响因素以及日常联合运行方式进行了分析，提出了柳洪和坪头这种类型梯级电站，在四川省电网相应规则下，其应遵循的负荷运行区间、发电调度原则、不同时期的运行方式等。为美姑河流域柳洪、坪头水电站的安全、经济运行提供了一定的指导意见和可行方案，对同类型流域梯级水电站的联合调度运行和前期规划具有一定的借鉴意义。

联合调度;柳洪水电站;坪头水电站

1 工程概况

美姑河是金沙江下游左岸的一级支流，干流按一库五级规划方案进行开发，自上而下分别为牛牛坝(龙头水库)、瓦洛、瓦吉吉、柳洪和坪头，目前已建成柳洪和坪头2座水电站。

柳洪水电站采用低闸引水式开发，闸址以上集水面积2 215 km2，总库容65万m3，调节库容51.5万m3，为日调节水库，设计水头358 m，设计发电引用流量57 m3/s，装机容量180 MW(3×60 MW)。坪头水电站位于柳洪水电站下游，其水库衔接柳洪水电站尾水，电站采用低闸引水式开发，闸址以上集水面积2 468 km2，总库容62万m3，调节库容14.7万m3，设计水头294 m，设计发电引用流量72 m3/s，装机容量180 MW(3×60 MW)。

柳洪和坪头水电站均为单一发电工程，无防洪、航运、灌溉等综合利用要求。

2 联合调度的目的

柳洪、坪头水电站属于同一业主所有，均归四川省电力公司调控中心(简称省调)管辖调度，已建立美姑河流域集控中心，柳洪、坪头水电站均已纳入集控中心管辖。在日常负荷调度方面，省调下达流域总的负荷给集控中心，由集控中心根据电站的具体运行情况，自行在柳洪和坪头之间分配。

柳洪、坪头水电站均为单一发电工程，作为联合调度，其最大的目的就是在保证安全的前提下，获得最大的发电效益。由于四川电网实行浮动电价，作为发电企业而言，应该关注发电收入最大化，而不能单纯地关注发电量最大化。所以，联合调度的目的是发电收入最大化。

3 影响联合调度的因素

根据柳洪和坪头水电站设计规定以及几年来这两座电站生产运行实际情况分析，影响这两座电站联合调度的因素主要有以下几点。

3.1 流域来水及水库运行方式因素

美姑河流域为雨旱2季气候：雨季(汛期)河流来水陡涨陡落，且泥沙含量高；旱季河流来水持续减少，最少可低至几立方米每秒。汛期两电站分别在各自的固定沉沙水位运行，水库无调节能力；根据设计规定，当柳洪和坪头水电站入库流量分别大于250 m3/s和280 m3/s或入库含沙量大于等于7 kg/ m3时，电站分别需进行全停机避峰，并敞泄冲沙。非汛期两电站在各自的死水位与正常蓄水位之间运行，具备一定的日调节能力。

3.2 电量构成及电价因素

目前电站发电上网电量结构主要有合同电量、留州电量、直购电量、川电外送电量等几种，其中以合同电量为主，其他电量为辅。

不同的电量实行不同的电价政策。其中，合同电量电价在标杆电价的基础上，全年按照丰水期、平水期和枯水期，全天按照高峰时段、平时段和低谷时段综合进行电价浮动。全年浮动电价如表1所示。其它电量结构的电价参照合同电价灵活进行。

表1 上网标杆电价浮动表

根据运行经验，四川电网实际用电负荷的峰、平、谷时间与电价的峰、平、谷时段存在一定的时间偏离：① 实际用电高峰主要出现在平时段；② 用电低谷主要出现在低谷时段中期和早高峰时段的前期。电站负荷的运行需配合电网的实际负荷需求，所以，在电量的时段分配上也需考虑电网实际运行需求、电价构成等因素。

3.3 水力因素

柳洪水电站尾水处于坪头水库库尾，柳洪发电流量无时差传递至坪头水库。柳洪水库位于坪头水库上游约15 km处，柳洪水库下泄流量变化传递到坪头水库约需1.5 h。联合调度时，需要按水流传递时间申请和调整2座电站的负荷。

在枯水期，柳洪闸首与坪头闸首区间来水很小，平均值小于1 m3/s，而柳洪水电站机组耗水率(约为1.12 m3/kWh)小于坪头水电站机组耗水率(约为1.38 m3/kWh)。在联合调度时，需充分考虑这两座电站发电负荷的匹配和时段分配，以达到流域总电量和收入最大化的目的。

3.4 水轮机运行工况因素

柳洪水电站水轮机震动运行区间为20～36 MW，优良运行区间37～60 MW，0～24 MW为低负荷区。坪头水电站水轮机震动运行区间为15～30 MW，优良运行区间31～60 MW，0～24 MW为低负荷区。柳洪和坪头电站水轮机的最优效率区均为40～60 MW。联合调度时，为保证机组设备的安全、稳定运行，应使机组运行在优良运行区间(最好是在最优效率区)，避开震动区，避免长时间运行在低负荷区，以防止水轮机故障停运或磨蚀加剧。

4 联合调度运行分析

4.1 负荷匹配分析

根据水力传递、耗水率和水轮机运行工况因素，对2座水电站间的负荷匹配进行分析。在绝大多数时候，柳洪水库至坪头水库间的区间来水量很小。当不考虑区间来水，且坪头水库不作调节使用时，根据耗水率计算出柳洪和坪头水电站负荷匹配关系，如表2所示。

由表2可知，当区间来水很小时，总负荷在1～70 MW或110～140 MW间长期运行时，柳洪或坪头机组要进入低负荷区或震动区运行。所以推荐流域总负荷运行区间为70～110 MW和140～360 MW，尽量避开1～70 MW和110～150 MW区间运行。

4.2 汛期联合调度分析

汛期柳洪、坪头水电站均在沉沙水位运行，无调节能力，无法进行峰、平、谷调节。所以在汛期发电量最大化即为发电效益最大化，以“按来水实时发电，减少弃水电量”为第一原则。

表2 2座水电站负荷匹配表

当来水流量大于发电所需流量时，弃水是不可避免的。如果弃水时，2座电站均已满负荷运行，则弃水不产生电量损失。若弃水时，2座电站总负荷未到达满负荷运行，则将产生弃水损失电量，在此运行情况下，应首先选择柳洪水电站进行弃水、坪头水电站分配尽可能多负荷的运行方式。

采取该弃水运行方式主要有如下原因：① 柳洪水库的弃水，通过河道传递至坪头水库的过程存在延时，弃水水量在河道间流动相当于坪头水电站的动库容，当上网负荷限制取消或流域来水减小时，弃水可以全部或部分被坪头水电站利用，增加总发电量；② 坪头水电站为CDM项目，坪头水电站发电量越多，可能获得的CDM交易收入就越多。

汛期联合调度的原则为：按来水实时发电，柳洪水电站优先弃水，坪头水电站优先发电。

4.3 非汛期联合调度分析

非汛期电站具有一定的调节库容，当来水稳定且可以较准确预测时，可以按日调节进行日常调度；当雨天来水较大时，因预测困难，电站联合调度仍应按来水实时发电的原则进行，以免实际调度操作困难产生大量弃水损失电量。

在非汛期，柳洪水库调节水位为1 296～1 305 m，有51.5万m3调节库容；坪头水库调节水位为910～913 m，有14.7万m3调节库容。当来水可预测时，考虑到预测误差及应对某些突发情况，水库日调节运用时应留出一定的空库容和存水量，建议柳洪水库在1 299～1 304 m之间运用，坪头水库在911～912 m之间运用，对应的运用库容为 31.2万m3和4.9万m3。柳洪水电站31.2万m3调节库容对应柳洪电站27.9万kWh电量、坪头电站22.6万kWh电量，坪头水电站4.9万m3调节库容对应坪头电站3.5万kWh电量，流域总调蓄电量为54万kWh。在制定流域日负荷调节调度计划(日负荷曲线)时，应将总的调蓄电量控制在54万kWh以内。

从峰、平、谷电价比例关系，为增加发电收入，电站应尽量发高峰电，少发低谷电；但由于四川电网在非汛期，对水电站上网电量的谷峰比例有一定的限制。所以在非汛期，电站应按照省调对谷、峰段电量最高限制比合理分配电站时段发电上网负荷，以获得最大发电收入。根据峰、平、谷时段电价比分析可知：当谷峰段电量比为0.905∶1时，谷、峰段加权平均电价等于平段电价。所以，当谷峰比限制小于0. 905∶1时，应尽量将电量分配在峰、谷时段运行；当谷峰比限制大于0. 905∶1时，应尽量将电量分配在平时段运行。

非汛期联合调度的主要原则：日调蓄电量不超过54万kWh，根据谷峰比限制，按加权平均电价最高安排时段发电量。

5 结 语

柳洪、坪头水电站联合调度运行工作，也需随电站实际运行经验的积累，不断地进行完善和补充。随着美姑河流域上游电站，特别是龙头水库的建设和投运，梯级流域电站的联合调度以及经济运行将是日常生产活动中较重要的一项工作。本文所述的柳洪、坪头2座电站的联合调度分析，可以为同类型梯级电站的联合调度运行和前期规划提供一定的借鉴意义。

[1] 中国水电顾问集体成都勘测设计研究院.四川美姑河柳洪水电站设计运行说明书[R].中国水电顾问集体成都勘测设计研究院,2007.

[2] 中国水电顾问集体成都勘测设计研究院.四川美姑河坪头水电站设计运行说明书[R].中国水电顾问集体成都勘测设计研究院,2011.

[3] 华电电力科学研究院.水电站经济运行及评价[M].北京：中国水利水电出版社，2012.

[4] 武世峰.论喜河水库优化调度方式[J].西北水电，2012，(6)：33-36.

Study on Combined Dispatching Operation of Lihong and Pingtou Hydropower Stations

DUAN Zhi-yong, WANG Sheng

(Sichuan Meigu River Hydropower Development Co., Ltd., Chengdu 611130，China)

Both influencing factors and routine combined operation modes of the combined dispatching operation of Liuhong and Pingtou Hydropower Stations in Meigu River catchment are analyzed. The load operation range, dispatching principles and the operation modes, which shall be followed in the corresponding rules of the Sichuan power grid, in different periods of such cascade hydropower stations as Liuhong and Pingtou Hydropower Stations are proposed. They provide not only the safety and economic operation of Liuhong and Pingtou Hydropower Stations in the Meigu River catchment with guidance and feasible scheme but also the combined dispatching operation and planning of the cascade hydropower stations in the similar catchment with reference.Key words:combined dispatching; Liuhong Hydropower Station; Pingtou Hydropower Station

2015-03-10

段志勇(1983- )，男，湖南省资兴市人，工程师，主要从事水电站生产运行工作.

TV737

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10.3969/j.issn.1006-2610.2015.05.026