大渡河流域梯级水电站集中控制运行实践

摘  要：近年来，随着经济社会快速发展及低碳环保等工作需要，我国加快了水电开发的步伐，特别是对金沙江、澜沧江、雅砻江及大渡河等越来越多的大型流域进行着流域梯级滚动开发。本文结合大渡河流域梯级水电站开发现状，主要介绍了梯级水电站集中控制运行管理模式在国能大渡河公司的应用实践，并分析了运行意义和效果，以供同行参考。

关键词：大渡河流域;集中控制;实践;意义

引言

国能大渡河流域水电开发有限公司是国家能源集团所属最大的集水电开发建设和运营管理于一体的大型流域水电开发公司[1]，公司负责大渡河干流17个梯级电站的开发，总装机容量约1760万千瓦（不包含大渡河流域以外电站）。目前已投产电站有龚嘴、铜街子、瀑布沟、深溪沟、大岗山、枕头坝一级、猴子岩、吉牛、沙坪二级等9个流域电站，总装机容量1133.8万千瓦。投产装机容量约占四川统调水电总装机容量的四分之一，是四川电网的主力调峰调频电源。在建电站有金川、双江口、枕头坝二级、沙坪一级4个电站，总装机352万千瓦;前期筹建项目有安宁、巴底、丹巴、老鹰岩一级、老鹰岩二级等5个项目，总装机290万千瓦，形成了投产、在建、筹建稳步推进的可持续发展格局，为四川经济发展和西电东送提供保障。为了对公司所属的大渡河流域梯级电站实施水电联合优化调度，充分利用流域水能、设备及人力资源，创造更大发电经济效益，特在成都设立集中控制中心，对流域梯级水电站实施集中控制运行。

1.集中控制梯级电站简况

1.1已投产电站

龚嘴水电站位于四川省乐山市境内，装机容量为77万kW，设计年发电量34.2亿kWh。首台机组于1971年12月投产发电，1978年全部投产。铜街子水电站位于龚嘴水电站下游33公里处，装机容量为70万kW，设计年发电量32.1亿kWh。首台机组于1992年10月投产发电，1994年12月全部投产。瀑布沟水电站位于四川省雅安市境内，总装机容量360万kW，设计多年平均发电量147.9亿kWh。水库总库容53.9亿m3，具有不完全年调节能力。首台机组于2009年底投产发电，2010年全投。深溪沟水电站是瀑布溝水库的反调节电站，总装机容量66万kW，年发电量32亿kWh。首台机组于2010年投产发电，2012年全投。大岗山水电站位于四川省雅安市境内，电站装机容量260万kW，设计年发电量114.5亿kWh。首台机组于2015年投产发电，2016年全投。枕头坝一级水电站位于四川省乐山市境内，电站装机容量72万kW，设计年发电量32.9亿kWh。首台机组于2015年投产发电，2016年全投，略晚于大岗山工程建设。猴子岩水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，电站装机容量170万kW，具有不完全季调节性能，设计多年平均发电量70.15亿kWh。2017年实现全部4台机组投产发电。吉牛水电站位于四川省甘孜藏族自治州丹巴县境内，电站装机容量24万kW，设计年发电量11.8亿kWh。2013年2台机组全部投产发电。沙坪二级水电站位于四川省乐山市境内，电站装机容量34.8万kW，设计年发电量16.1亿kWh。首台机组于2018年投产发电，2019年6台机组全投。

1.2在建电站

金川水电站装机容量为86万kW，设计年发电量35.4亿kWh。双江口水电站装机容量为200万kW，设计年发电量77.1亿kWh。枕头坝二级水电站装机容量为24.6万kW，设计年发电量12.2亿kWh。沙坪一级水电站装机容量为33万kW，设计年发电量15.3亿kWh。

1.3筹建电站

筹建电站包括装机容量为38万kW的安宁水电站，装机容量为72万kW的巴底水电站、装机容量为120万kW的丹巴水电站、装机容量分别为22万kW和27万kW的老鹰岩一级、二级水电站。

2.梯级电站集控中心建设情况

2000年大渡河公司成立后，主要以已建成的龚嘴、铜街子水电站做为母体，对大渡河流域干流水电资源实施开发、利用。为更好地实现公司所属大渡河流域梯级电站的优化调度、推进节能发电运行工作，确定在四川省会成都设立流域梯级电站集中控制中心（简称集控中心）。

集控中心从2006年开始筹建，经过相关人员不懈努力进行系统建设和各项调试及设备远方控制试验，于2008年底正式对已接入的龚嘴电站和铜街子电站设备进行生产运行远方实时监视和控制操作，代表所接入的各电站与省调进行调度业务联系，负责接受省调下达的各项调度指令并正确执行。随着瀑布沟、大岗山等后续电站的开发投产并接入，目前集控中心已接入9座电站41台机组，装机容量1133.8万kW，是四川电网内控制规模最大的流域水电集控中心。

3.集中控制运行实施过程

3.1设备自动化改造期间

伴随着电站设备自动化改造的深入和流域集中控制运行管理工作的开展，梯级电站运行人员数量、素质及运行管理的模式都在发生着极大的变化。

在实施集控自动化改造以前，已投运的龚嘴电站和铜街子电站完全独立运行管理，是龚电总厂下属的两个相对独立的二级机构。各电站电力运行值班分为机械、电气及大坝运行，水库调度则由水工部门独立管理，没有统一指挥。存在着人员多、管理不集中、学习不全面的缺点。随着设备自动化改造，龚嘴和铜街子两站运行值班开始施行“机电合一”运行管理模式，运行人员不分专业，全能值班。人员数量减少到铜站93人、龚站147人。经过这次整合，运行人员面临着不加强电气和机械（含大坝）的学习就可能被淘汰的危险，所以学习的积极性得以提高，运行技术的全面掌握程度较以前有了明显的“质变”，人员专业素质普遍提升。

3.2集中控制运行模式的尝试

在铜站计算机监控系统改造完成后，总厂将龚铜两站运行管理进行合并，成立了发电部，并通过对两站运行人员考试、考核选拔组建了集控班和铜站值守组。将龚铜两站运行管理及值班人员从240人减到167人，其中值班人员铜站24人、龚站108人、沙湾集控中心22人。集控中心人员经过3个月对龚、铜站设备的强化培训学习，于8月开始了对铜站设备进行监控，至此铜站开始实施了“无人值班”（少人值守）、集中控制模式。

2004年8月，龚站设备自动化改造基本完成，经四川省电力公司调度中心批准，沙湾集控中心正式对龚嘴和铜街子两座梯级电站进行远方集中控制运行，两座电站现场实施了“无人值班”（少人值守）运行管理模式。运行人员也经过两次大的精减，由167人减少到99人（部门管理和对外借调支援人员共计24人，两座电站现场及沙湾集控实际运行值班人员仅75人）。

3.3集中控制运行模式的正式实施

2008年12月，成都流域集控中心建成并投入运行，龚嘴和铜街子电站所有设备的监视和控制权同时移交，主要包括监盘、开停机操作、倒闸操作、负荷调整、溢流门孔操作、水电联合调度及对外联系等工作。集控中心实行五值三运转值班方式，水、电调度人员共18人;龚站值守组40人（负责上厂和下厂），铜站值守组20人，均采用两组大倒班的值守方式，每班连续值守7天。值守人员主要负责现场设备巡检、办理工作票、配合检修做好现场安全措施及事故处理等工作。值守期间，除工作票办理需2人值守外，其余人员作为一级ON-CALL人员在公寓休息待命。

从瀑布沟、深溪沟电站开始，流域后续电站建成投运时，均采用现场运维合一，远方集中监控运行的模式，人员配置精简高效。

4.集中控制运行的意义

4.1大渡河流域梯级电站集中控制运行是国家大力发展低碳经济的需要，尤其是在党中央提出“碳达峰、碳中和”目标的背景下意义更为明显。

作为清洁可再生能源的水电开发在优化能源结构、实现能源可持续发展和应对气候变化上具有十分突出的战略意义。大渡河流域梯级水电站全部开发建成后，在汛期，具有调节能力的瀑布沟、双江口等电站在保证龚嘴等径流电站满发的前提下，可拦蓄部份洪水，使水库增加蓄水。在枯水期，可加大具有调节能力电站的出力和下泄流量，提高下游水电站的出力和发电量，可增加整个水电站群总的出力和发电量。据测算，通过流域梯级联合调度、集中控制，多年平均发电量将由单独调度运行的1057亿kWh提高到1123亿kWh，约减排二氧化碳698万t，相当于年节约标煤280万t，节能和环保效益显著。

4.2大渡河流域梯级电站集中控制运行有利于流域多业主电站联合调度。

大渡河干流规划“3库22级”开发，因科学发展等诸多因素制约，导致开发时序不一致，开发业主不统一，对大渡河天然径流产生不同程度影响，给梯级防洪、发电等均带来不利影响。建立集中控制运行开展统一调度指揮、统一对外协调平衡，可充分利用各电站的有效库容，根据梯级电站的机组运行特性及蓄水调节特性，合理调整各个电厂的发电计划，优化或均化大渡河天然径流过程，从时间和空间上解决梯级电站水资源分布不均的问题，有利于实现水资源的充分利用并保障梯级电站安全稳定运行。

4.3大渡河流域梯级电站集中控制运行是社会经济效益最大化的需要。

实现流域梯级统一调度、集中控制和科学合理的优化调度配置，将大大提高流域的防洪标准、经济效益、枯水期供水能力及发电能力，保障各梯级电站发电、防洪、引水等功能的稳定运行，从而创造巨大的社会效益和经济效益。以龚嘴、铜街子电站为例，通过瀑布沟的调节及运行方式，可将龚嘴厂房防洪标准由50年一遇提高到100年一遇，同时又可增加龚嘴、铜街子电站保证出力215 MW，增加枯水期发电量7.8亿kW·h，同时也增加枯水期供水约39亿m3。

4.4大渡河流域梯级电站集中控制运行是一种先进、新兴、高效且具有流域特点的电力生产调度模式[2]。

梯级电站集中控制运行使各梯级电站的调度运行工作得到进一步优化，有效节约人力、物力以及系统投入，充分发挥电站设备、技术、人力、资金等各方面的优势，降低运行成本。

5.结语

大渡河流域梯级水电站集中控制运行实践，是我国流域梯级电站群联合调度管理的一次成功探索与应用。在它投运后，不仅提高了水能综合利用率，优化了流域电站发电效益，改善了流域生态环境，还迎来了包括雅砻江集控中心、三峡成都集控中心以及新疆吉林台流域集控等行业同类单位实习、交流，对国内其他流域电站集中控制的研究和发展产生积极而深远的影响。随着流域水电开发事业的不断发展，大渡河流域梯级电站群联合调度的目标也将在新的探索中被不断刷新、不断超越，最终实现“流域统一调度”的宏伟目标[1]。

参考文献：

[1]向进，唐勇，杨忠伟.大渡河流域梯级电站集控中心建设与运营[J].水力发电，2010，（6）.

[2]王雅军.流域梯级电站集中控制运行模式探讨[J].水电与新能源，2013，（4）.

作者简介：

尤渺（1973—），男，高级工程师，工程硕士，长期从事水电厂运行及集控中心调度管理工作。

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