浅谈田湾河梯级水电站集中控制调度方案设计与应用

郭建平（四川川投田湾河开发有限责任公司，四川成都 610041）

浅谈田湾河梯级水电站集中控制调度方案设计与应用

郭建平
（四川川投田湾河开发有限责任公司，四川成都 610041）

本文对田湾河流域梯级水电站集中控制调度的必要性进行了分析，结合仁宗海、金窝、大发水电站调节性能上的差异，对节能发电调度办法下田湾河梯级水电站集中控制调度方案进行了设计，并对基于该集中控制调度方案开发的田湾河梯级水电站调度软件系统进行了介绍。

田湾河流域 梯级水电站 集中控制调度

1 概述

田湾河流域梯级水电站（简称水电站）为一库三级建设，自上而下依次为仁宗海水电站、金窝水电站和大发水电站。三个梯级电站总利用落差1744m，总库容1.12亿m3，调节库容0.91亿m3，装机容量720MW，设计枯水年枯期平均出力247.9MW，年发电量36.03亿kW·h。在丰枯、峰谷电价政策条件下，如何协调上下游水力联系，协调三级水电站间的节能调度排序，合理分配厂间以及年内丰、平、枯期和日内峰、平、谷段电量，减少弃水，提高梯级电站水能资源的利用效率，成为该水电站调度管理方面的一个重要议题。

2 水电站集中控制调度的必要性

梯级水电站的集中控制调度，一方面可以合理分配的各梯级水电站的发电负荷，较好地提高流域水能资源的综合利用率，实现水电站的节能发电调度，满足电网安全、稳定、高效运行的要求；另一方面可有效降低水电站工作人员的工作强度，逐步实现“无人值守”运行模式，达到节约人力资源的目的。水电站具有装机容量适中、龙头水库调节能力强等特点，仁宗海、金窝、大发水电站距离较近，电力外送通道相同，在水力、电力等方面具有很好的联系。如果能够进行集中控制调度，必将有利于充分发挥梯级水电站各自的特点，产生更大的综合效益。

3 节能发电调度办法下水电站集中控制调度的方案设计

3.1 水电站集中控制调度管理模式设计

流域梯级水电站采用集中管理模式，由省电力调度中心、成都远控中心、田湾河集中控制调度中心、各梯级水电站及它们之间的通信信道组成。田湾河成都远控中心作为流域梯级水电站的集中控制调度机构、统一调度指挥中心以及流域水利枢纽的防汛度汛指挥中心，对外负责向省电力调度中心申报发电计划、接受并完成省电力调度中心的调度命令，对内负责各梯级水电站的统一集中控制调度工作。在满足电网安全、电站调峰、调频等需求的条件下，科学合理地安排梯级水电站开、停机任务和分配各机组出力。

3.2 节能发电调度办法下水电站集中控制调度方案设计

从流域整体水能利用率最大化的角度出发，在考虑仁宗海龙头水库的年调节作用的同时，考虑到各梯级水电站之间的径流、电力补偿调节作用。将仁宗海、金窝、大发三个电站的计划电量分两部分进行考虑。一部分将金窝、大发水电站作为一个部分考虑，以径流式水电站序位进行排序，其申报电量首先参与全网的电量平衡。另一部分将仁宗海水电站单独考虑，由金窝、大发水电站平衡后的计划电量反推仁宗海水库放水，以保证下游两径流式水电站完成其计划电量，继而由仁宗海水库放水确定仁宗海水电站的计划电量。

首先，田湾河集控中心根据流域水情预测及水库综合运用方式，结合梯级水电站机组工况、峰平谷结构、电力负荷需求、分时电价等综合情况进行分析，制定与省电力调度中心接口的、实际可操作的发电计划，统一申报金窝、大发两个电站的出力曲线，单独申报仁宗海水电站的出力曲线，以初步确定田湾河梯级水电站的发电出力曲线及机组的运行方式。然后，由省电力调度中心根据全网的电力负荷需求，考虑电网安全运行、电力持续稳定供应、社会效益等约束条件，对成都远控中心申报的梯级水电站发电计划进行审核、调整，平衡其计划电量，并且以统一出力曲线的方式将审核后的仁宗海、金窝、大发三个电站的梯级总出力曲线下达到成都远控中心。最后，田湾河成都远控中心接受省电力调度中心的总出力安排，并在确保该总出力任务能够及时完成的前提下，根据当时影响水电站运行的限制条件（诸如电网运行方式、水电机组状况、防洪、生态用水等），同时考虑相关影响因素（例如入库径流、机组启停损耗、设备检修计划、送出限制等），以龙头仁宗海水库耗水量最小为原则，对田湾河梯级水电站实施集中控制调度运行，合理分配三个水电站的梯级出力任务。

4 基于水电站集中控制调度方案的应用软件

基于节能发电调度办法下水电站集中控制调度方案，在Microsoft Visual Studio.Net的集成开发环境下，开发出基于Internet的节能发电调度办法下田湾河梯级水电站集中控制调度软件系统。该软件系统作为田湾河公司信息化管理的组成部分，可以满足梯级水电站日常调度的需要，为田湾河流域梯级水电站集中控制调度提供决策支持。该软件系统在内部局域网运行，并且能够与外部Internet连接，该软件以数据管理为中心，以辅助决策为目标，将梯级水电站中长期发电计划制定、日前发电制定、日负荷分配、机组检修、系统负荷要求等整合形成一体化的适应实际电力生产需要的梯级水电站集中控制调度系统。系统具有中长期决策分析模块、短期决策分析模块、日负荷分配模块和发电计划编制模块共四大功能模块。各功能模块既可独立应用，又能与其他相关模块相互联合，达到对电力营销策略和特定任务的支持作用。另外，各功能模块之间的信息能够进行通畅的交换和共享，具备良好的加密拓展能力，兼顾了安全性和使用方便性的考虑，为田湾河流域梯级水电站的运转、经营和管理提供了良好的决策支持。

5 结语

该水电站集中控制调度方案从流域整体水能利用率最大化的角度出发，不仅使仁宗海龙头水库的年调节作用得到充分发挥，而且各梯级水电站之间可通过径流、电力补偿调节，使田湾河流域梯级水电站的水量、水头得到充分利用。同时保证了下游金窝、大发水电站能够完成省电力调度中心下达的计划电量，也保证了当仁宗海水电站出现非正常弃水时，仁宗海水电站发电机组能够位列下游金窝、大发水电站发电机组的前面，满足了国家的节能发电调度办法。此外，基于该集中控制调度方案，开发出了水电站集中控制调度软件系统。为进一步推动节能发电调度工作的开展奠定了基础。

［1］王雅军.流域梯级水电站集中控制运行模式探讨［J］.水电与新能源，2013（4）:8-11.

［2］田碧，李荣.田湾河流域梯级水电站联合优化调度浅析［J］.中国新技术新产品，2015（4）:141-142.