节能发电调度下的水电短期优化调度

摘要：为了解决我国能源紧张的问题，除不断研发能源外，还需要进行节能。在这一状况下，应极力进行水电站经济运转的工作。文章通过对节能发电调度下水电短期优化调度的分析，探讨了发电节能调度下水电短期优化调度的方案。

关键词：节能降耗；发电调度；水电短期优化调度；水电站；联合发电 文献标识码：A

中图分类号：TV737 文章编号：1009-2374（2016）28-0113-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.057

传统电站的经济调度指的是水和电体系的联合发电优化调度，通常以系统运转费用最低作为目标判断未来一定时间范畴中的所有机组发电规划。在电力工业的体制下，电站调度是为了将由追寻系统运转费用最低朝着追寻各自发电效益的最大化改变，以此令水电系统单独调度成真。与火电系统对比，短期水电系统的发电调度由于水电站之间的水流而更为繁琐。短期水电调度由于典型非线性、非凸规划及离散等原因，可以分成混合油化法、数学规划法及模拟仿生算法，本文通过综合分析进行概括。

1 我国当前水电站经济运行中存在的问题

电力系统作为有机的整体，在系统中所有主要设施运转状态的变更，均会对电力体系造成影响，所以并网运转的水电站应当承受并服从电力系统值班调度员的统一指导。对于水电站而言，值班人员在业务方面存在机、电分离或机、电不分的状况，每班均设有值长，对当班进行统一运行。值班长对于行政方面需通过站长或厂长进行指挥，对于运转技术方面执行系统值班调度员的调度指挥。

据分析，我国大部分已经完成的水电站内，大多未进行经济运转，原因较多，比如节能思想中的问题，体现出不注重水电站运转的经济节能，并且有些水电站并不具备节能的理念，例如技术水准过低，严重影响到水电站的经济运转，虽然有些水电站已经将经济运转当中长远发展进行了节能化管理，也对水电站提出了相应的要求，可是在真正的操控当中，并不具备真正的节能标准，有些未对所有季度或所有月份提出水电站的节能目标，令众多节能理念仅处于号召的状态。再比如：欠缺相应的法律制度，责任体系模糊。未颁布真正的法律条例进行规划，节能仅仅成为模糊的观念，未明确责任的主体，即便无法完成节能的目标也不具备责任问题，并不会存在任何不利结果，如此会对水电站的运行造成影响，不具备较高的节能积极性，欠缺主动性。可是在技术环境的束缚中，众多节能方法无法良好运用，也无法使用新技术来减少电能的耗费。当前在水电站经济优化运转的探讨方式具备自身的特质，对于各种类别的水电站而言，方法的使用也各不相同。

2 节能发电调度下的水电短期优化调度的重要性

2.1 水电站优化调度的意义

进行水电站优化调度，成为处理资源短缺、能源紧张的一个重要方面，也成为最具意义的一个方式，受到经济体制改革以及市场机制竞争的影响，令水电站需要通过厂网分离、竞价上网的方式进行电力市场的运用，从而节约成本、提升效率。

在这一状态下，实施水电站经济运转工作，提升水电站运转的管理能力，对提高水电站发电效益、保障电网安全运转具有较大的意义，也是有效运用水资源的有效措施。

2.2 水电站经济运转的内容

2.2.1 水电站经济运转的内容。大致包含了厂内经济运转、短期经济运转及长期经济运转。

厂内经济运转指的是实时调度，把相关小时分配到的负荷落实于所有机组当中，且依照负荷的实际转变，协调所有机组的负荷，执行实施操控。在符合电力系统供电所需与不转变当前发电设施及水工建筑物的条件下，通过充分运用水能资源，提升电站以及系统经济效益的目标，依照系统分析理论以及最优化技术编制方案进行运转。

2.2.2 短期经济运转的工作。短期经济运转需要将长远经济运转分配至本时段的输入，可以在最短的时段之间进行有效搭配，打造出电站短期最佳的运转形式，也就是将短期电站逐日、逐时的负荷分配以及运转状态进行确定。

2.2.3 长期经济运转。这是将较长时期中的有限输入能最佳分配于较短时段，打造出所有电站长期最优的运转形式。将水库优化调度作为中心，并执行电力系统长期的电力电量平衡，把水电站较长时间内的输入能量有效分配于较短时间当中。

总之，三者不仅为一体，也单独存在，从理论而言，研究需要先通过厂内出发，再到短期与长期，而在研究当中则将顺序颠倒。

3 节能发电调度下的水电短期优化调度方案

3.1 节能发电调度下的水电短期优化调度的基本原则

短期运行调度对具备短期调节性能的水电站具备良好的意义。长期最佳运行形势的制定对具备长期调节性能水库的水电站十分重要。

节能发电调度中水电短期优化需要实现的目标是需要通过长期优化运转方案判断发电用水量，并且通过短期水文预报乃至相应电力市场信息进行编定，通过日调节库容将水电站的水库调节作用彻底发挥出来。

3.2 节能发电调度下的水电短期优化调度规划

在分析运行方案时，应当先对厂内经济运转的方案进行研究，获取电厂瞬时最佳运转特点。为研发短期最佳运转形式乃至平均最佳运转特征给予根据，再通过平均特征为依照打造长远最佳运行方案。在执行当中，需与运行方案的研制过程不同。

预报与调度成为水电站优化运转的重要方面。正确、稳定的报道信息，对调度的决策具有决定性的作用，成为调度成功的重要保障。

3.3 电站短期优化运转

将长期优化运转向目前时段的输入能量在较短时段中有效分配，依照电站逐日、逐小时乃至更短的时段的最佳负荷分配方案给予工作。短时间运转调度对短时间调节性能的水电站更加具有意义。长期最佳運转形式的制定对具备长远调节性能的水电站更加重要。

4 节能发电调度下的水电短期优化调度分析

对于电力系统的运转而言，系统的稳定、安全、经济成为所有方面的基本依据，发电量与调峰均属于电站发电调度的必备要求。因为水电站操控的灵活度，常处在优先考量调峰乃至发电的位置。对于水电系统的短期发电调度而言，调度是为了在具体状况的改变下有效运转电网。通过对节能发电中的水电系统短期调度运转给予分析，对实际运转中遭遇的问题进行处理。

4.1 所有电站的状况

通过对汛期代表日的核算，系统所有水电站处理的过程，从结果来看，在汛期中以发电效益为目的，所有电站均具有较高的收益，基本状况依旧为枯水期，调节性能良好的电站通常能够均匀发电，而调节性能不佳的电站，则通过前期储水，而在后期进行发电。因为汛期具有较大的入库流量，大电站又转为基荷，所有电站都具有较为明显的发电趋势，特别对于枯期自身具备相应的峰谷显现的一些调节性能较差的电站，均呈现出高发趋势。一些电站出力波动过大，是因为具有始末水位阻碍等因素。汛期来水过大时，也会产生一些电站全天候停止的状态，这是因为下游电站全天有弃水的因素，这一状况需要通过调度修改或透过束缚的环境强行发电。比如对于平衡电厂而言，其在出力当中具有较频波动，因为发电量过大且汛期来水十分丰沛，因此具有满发比例，高负荷参与比例过大。

4.2 水电系统出力

通过水电系统总出力的过程可以看出，大电站在汛期中均转向基荷，所有电站均匀发电的趋势十分突出，剩余负荷以及系统负荷相互间的峰型转变较为平行相近。水电总发电量较高，获取了较大的发电量收益，这一收益对于节能效益、发电能力乃至经济效益具有较大的助益。

4.3 汛期定电量水电调峰

通过对汛期代表日采用调峰用电的最大模型核算，获得所有水电站发电的过程，通过这一过程可以发现，大部分电站的出力均在早晚高峰阶段有所增加，而且与谷段以及平段具有十分鲜明的差别，有些电站在谷段则加大出力状况，这是由于汛期来水丰沛，具有相应的水位限制，需提高放水发电，以免水位过高。并且可以看到有些电站处理当中基本不具备频繁跳动的状况，这是因为调度功能内的平衡电厂作用，能够通过人工的方式选择平衡电厂，用来平衡电站的电厂最大限度参加调峰，处理当中可以具备跳动的状况，而其余电站在出力时则需负荷最低持续时间的束缚。为相关电站调峰时产生的微小跳动状况给予解决，将实际调度与计算结果改正产生的矛盾给予平衡。

因为汛期来水过多，众多电站出力进行装机，一些电站基本整天满发。处于汛期阶段，会产生电站全天候停止的状态，主要是因为下游电站整天弃水而形成，从而尽可能少弃水而成为束缚的条件，这一状况中，一些必须通过调度修正或透过束缚因素强制发电。汛期入库流量过大，众多电站因为满发而令调峰效果受到阻碍。

5 结语

总而言之，在电力工程的发展下，水电系统将由电力系统运转费用实现最低化而将统一的调度方式改变成水电体系追寻相互效益最大竞争的形式，为电力市场氛围中的电站调度迎来全新的内容及挑战。

參考文献

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作者简介：张伟华（1970-），国网江西省电力公司柘林水电厂调度班长，工程师。

（责任编辑：小 燕）