田湾河流域“一库三级”水电站的经济运行

熊长青，林伊邦，叶汶欣

（四川川投田湾河开发有限责任公司，四川 成都610213）

1 概况

田湾河梯级电站按“一库三级”从上至下串联布置，天然落差2120m，每个电站均安装2台单机120MW的冲击式水轮发电机组，其中金窝1号机组已完成技改扩容至140MW，总装机容量740MW。

2 “一库三级”电站取水方式

仁宗海水库正常蓄水位2930.00m，水库死水位为2886m，正常蓄水位以下库容1.09亿m3，调节库容0.91亿m3，具有年调节能力。

金窝电站首部区间流量采用底格栏栅取水（生态流量除外），设计取水能力8.5m3/s金窝电站调节池调节库容7万m3，具有一定的日调节能力。

大发电站首部区间流量采用底格栏栅取水（生态流量除外），设计取水能力16m3/s；大发电站调节池调节库容5.73万m3，具有一定的日调节能力。

3 “一库三级”电站水的经济分配策略

下一级电站的发电能力受上一级电站发电能力影响很大，龙头水库（仁宗海水库）水的利用起着决定性的作用。

3.1 仁宗海水库水能利用经济分配策略

1）分配依据如图1所示。

2）经济分配策略

图1 仁宗海水电站水库调度图

根据水情多年统计的田湾河流域流量，得出月平均流量，因田湾河按照清水不下河的设计思想，主汛期7、8、9月份，金窝和大发闸首不取含沙量大（含沙量大对水斗转轮磨损严重）的区间水为原则，可以测算得出每月和每日的发电计划，如表1所示。

3.2 区间流量和具有日调节能力的调节池经济分配策略

以满足给定总负荷条件下，少用水库中水，尽最大可能利用区间水发电，保证两调节池不弃水为原则。

EDC面向流域全部机组，对全流域的机组控制有效；AGC面向单站机组，各站AGC功能不相关，仅对单站机组控制有效，负荷控制为单站控制或EDC控制，不能直接接受省调命令；EDC调节方式分为开环和闭环，开环时，EDC分配的有功值只起指导作用，只有在闭环方式下，EDC分配的有功值才下发到各电站机组有功调节功能块。

表1 各水期仁宗海水库水位负荷分配策略

3.3 田湾河梯级水电站EDC优化调度目标函数

式中N为水电站的个数；Zui为第i级电站上游水位；Zsi为第i级电站上游设定水位；Qi为第i级电站发电流量。当时，ξi=1；当时，ξi=0；ΔZi为第i级电站上游设定水位的死区值。

梯级水电站EDC负荷调整策略的主要思想是当非首级的某级电站库水位过高时，该级电站多带负荷，反之，该级电站少带负荷。

3.4 田湾河梯级水电站自动发电控制系统AGC控制策略

AGC控制的功率为：

PSET：给定的单站总负荷；

不参加AGC运行机组的实发总有功。

3.5 单台水轮发电机组调速器最优经济运行策略

调速器采用PID调节，有喷针开度控制、频率控制和功率控制三种控制方式的六喷六折液压操作系统。通常并网前采用频率控制，并网后采用功率控制方式，在手动方式下为开度控制。

机组单喷针开机并网，当流量大于5.5%额定流量（金窝：负荷大于6.3MW）时，由单喷针切为双喷针；单站内水斗式水轮发电机接收到AGC分配的有功值后，根据效率投入喷针数量，当流量小于3%额定流量(金窝：负荷小于1.6MW)时，由双喷针切为单喷针运行；始终保持最优工况运行。如表2。

表2 机组负荷变化调速器喷针切换点 单位：MW

4 结束语

合理利用好具有年调节能力的水库、再用软件流域经济调度控制EDC，利用好区间流量和日调节能力的调节池，在总负荷给定条件下AGC建议其流域梯级电站工作机组最优台数、组合及启停次序、机组间负荷的最优分配、配合智能的调速器最优工况运行，实现一库三级水电站的经济运行，保证了以最小的水量产生最大的电量，提高水电站的总效率，减少资源的消耗，也减轻了运行人员的工作量。