潍河诸城段径流式水电站优化调度探讨

张卫勇，王建勋 ，桑德新

（1.山东省胶东调水工程寒亭管理站，山东 潍坊 261100；2.诸城市水利水产局，山东 诸城 262200）

诸城市位于山东半岛东南部，境内河流众多，主要包括潍河及其支流涓河、渠河、百尺河等。诸城市地势南高北低，水流落差较大，水力资源较丰富。全市水力资源理论蕴藏量18 700 kW，可开发利用9 093 kW。截至2013年，潍河诸城段干流建成水电站5座，总装机5 280 kW，其中坝式水电站1座，即墙夼水电站；径流式水电4座，即栗元水电站、拙村水电站、道明水电站、古县水电站。

1 水文水资源条件

诸城市靠近黄海，属暖温带半湿润季风气候，冷热干湿差异明显，降水量季节性变化明显，年际变化大，地域分布差异性较大。

据统计，诸城市多年平均降水量754.3 mm，其中1991—2013年年均降水量731.8 mm，年内降水集中在汛期，尤其是主汛期。据1991—2013年降水量统计，每年6～9月的降水量约占全年79.1%，7～8月的降水量约占全年49.1%。境内多年平均地表水资源量4.59亿m3，偏丰年6.56亿m3，平水年4.09亿m3，偏枯年2.62亿m3。

2 水电站运行现状

潍河诸城段干流已建成径流式水电站4座、景观用拦河坝1座等5处大中型水利工程，即栗元水电站、拙村水电站、道明水电站、古县水电站及密州拦河坝（橡胶坝式），具体如下：

1）栗元水电站位于涓河入潍河口下游0.5 km处，始建于1967年，2008年移址新建，2009-04竣工。工程由橡胶坝、电站、交通桥等组成，蓄水量430万m3。电站装机3台，水轮机采用轴流式ZDT03-LH-140型，发电机采用SF-200-24/1730型，单台200 kW，总装机600 kW，设计年均发电量100万kW·h。2）密州拦河坝位于栗元水电站下游5.8 km处，2008年建成。工程由橡胶坝、调节闸等组成，蓄水量488万m3，主要为景观用水、企业供水及下游补水。3）拙村水电站位于密州拦河坝下游4.3 km处，始建于1977年，2007-04移址新建，2008年竣工。工程由拦河闸、水电站、交通桥等组成，拦河闸设25孔提升式平板钢闸门，蓄水量1 287万m3。电站装机3台，水轮机采用轴流式ZDT03-LH-140型，发电机采用SF-400-20/1730型，单台400 kW，总装机1 200 kW，设计年均发电量200万kW·h。4）道明水电站位于拙村水电站下游10 km处，始建于1983年，2007年移址新建，2009年竣工。工程由橡胶坝、水电站、调节闸等组成，蓄水量1 393万m3。电站装机3台，水轮机采用轴流式ZDT03-LH-160型，发电机采用SF-400-24/2150型，单台400 kW，总装机1 200 kW，设计年均发电量200万kW·h。5）古县水电站位于道明水电站下游10 km处，始建于1959年，1973年扩建，2003年实施改造。工程由翻板闸、水电站、调节闸等组成，蓄水量459万m3。现有发电厂房2座，发电机组5台，水轮机采用2DJ-LM-120/3型，发电机采用TS173/17-24/3型，单台200 kW，总装机1 000 kW，年均发电量100万kW·h。

以上5座水利工程共增加水域面积1000hm2，对增强城市防汛抗旱能力、增加工业用水量、改善城市水生态环境，起到了较大作用；同时，作为城区工业及景观用水的水源，有助于改善城市面貌、提升城市形象、提高居民幸福指数。

3 运行特点

经过多年运行，4座水电站的发电主要具有以下特点：

1）汛期以防汛为主，河内控制水位较低，无法利用高水头发电；且汛期因调洪、泄洪弃水较多，水量利用系数偏低，大量河水随洪水入海，不能发电。2）非汛期来水较少、水量不足，各站以工业及景观用水为主、发电为辅。为满足工业及景观用水需要，库内水位变化较小，电站发电时数偏少，尤其是每年春季基本不发电。3）古县水电站建成较早，为翻板式拦河闸，机组老化严重，易发生倒板弃水等情况。

4 优化调度

为充分利用现有水资源，提高水资源利用效率，增加经济效益和社会效益，对4座水电站宜进行优化调度，具体方案如下：

1）成立电站管理科，由其统一调度管理各电站的放水、调洪及发电等工作。在各站安装水位及雨量监测设施，随时了解区间内的降水、来水及水位变化情况，为合理调度电站发电提供准确依据；并做好上下游电站的联合运行工作，做到上下联动，使水资源尽可能得到充分利用。

2）积极检修，提前储备易损元器件。汛前，安排技术人员对电站进行系统全面检查，发现隐患及时处理，确保机组达到最优工况。同时备足易损元器件，对损坏的元器件及时更换，缩短停机维修时间，减少机组故障弃水，增加发电量。汛后，及时开展维护保养工作，保障机组正常运行，做到随时来水随时发电。

3）枯水期合理利用高水头发电。每年1～4月属枯水期，在枯水期采取蓄水增容、集中发电等方法，保持上下游较大水位差，尽可能利用高水头发电，提高水资源利用效率。

4）重点做好汛期电站调度。一是积极与气象部门沟通，获取可靠雨量信息，合理控制闸坝运行水位。洪水入库前，提前发电腾库，增加发电量；洪水来时，配合泄洪，并使电站处于满负荷运行状态，在确保闸站安全的前提下保持最大出力；洪峰过后，及时逐步减少泄洪量，提高蓄水位，以发电放水代替提闸弃水。

二是加强潍河上游大中型水库及重要支流的雨情、水情信息的收集工作，准确掌握上游雨情、水情，为合理调洪发电提供依据。了解潍河主要支流的蓄水情况，合理增加支流水工程及河道蓄水量，为水电站发电增加储备水量。

三是汛期发电工作连轴转，职工劳动强度较大，各电站均应做到合理安排发电值班，提高工作效率，减少工作失误，保障机组安全稳定运行。

四是及时清除水面漂浮物，确保电站进水顺畅。汛期，河道内杂草、树枝等漂浮物较多，易堵塞电站进水口，增加停机次数。为此在水电站拦污栅上游10～20 m处设置2 m深的拦草网一道，以便于漂浮物的淤积及清理。

五是古县水电站属翻板式拦河坝，应根据上游来水情况，在确保水工程安全的前提下，适时开启调节闸，尽可能减少水电站翻板闸倒闸次数，减少倒闸弃水，增加发电量。

六是汛末及时蓄水增加库容，根据上游来水量，发电时自下而上，提高上下游水位差；蓄水时自上而下，提高闸前水位，以发挥水资源最大效益。

5 结语

径流式水电站发电受气候、降雨、来水量、洪水过程、城市防汛及景观用水要求等因素影响较大，年际发电时长变化较大，但通过合理调度、减少不必要弃水，能有效提高发电量、增加发电效益。通过对潍河诸城段4座径流式水电站实施优化调度后，发电量呈逐年递增的趋势，说明电站优化调度方案合理，能有效增加发电量，提高经济效益和社会效益。