集控模式下水电站优化运行的途径

秦睦友

（国家电投集团南昌生产运营中心，江西 南昌 330096）

近年来，南昌生产运营中心（以下简称集控中心）贯彻国家电投集团“集控进城，区域维检，场站安保”集约化管理方针，将省内不同流域、不同类型的水电站接入，实现“五遥”（遥控、遥测、遥信、遥调、遥视）功能。集控中心的职责就是要接收并执行中调指令，完成对所接入水电站的二次调度。依靠“五遥”功能，对接入的各水电站实施优化运行，进而圆满完成上级公司下达的安全指标和发电任务。优化运行体现在经济性和安全性两个方面。集控中心在近两年的努力实践和艰苦探索中，积累了一些优化运行的经验，现予以介绍。

1 集控中心H9000 系统特点

H9000 系统主要以SCADA 应用人机交互界面，为运行值班员从事发电运行监控提供了丰富的画面类型，如系统接线图、地理图接线图、潮流图、厂站接线图、电力棒形图、曲线图以及用户定义的各类画面等，并提供了实时/历史数据报表、表盘显示、模拟量填充显示、饼形图显示、温度计式显示、动态字符显示、动态图元显示以及用户化动画显示等各种数据可视化方式。各种动态图形可同时显示在一幅画面中，也可以显示在不同的画面中。可以显示在同一个屏幕上，也可以显示在不同的屏幕上，而且每幅图的尺寸不做限制，为集控中心值班员使用提供了非常大的简便性和灵活性。另外，系统还提供了对调度自动化系统本身进行监视管理的系统工况图、配置图等。

2 接入集控中心的水电站概况

集控中心接入了峡江、江口、罗湾、高桥等4 个水电站，每个电站与集控中心距离不等，最远的有240 km，最近的也有105 km。各水电站基本情况见表1。

表1 各水电站基本情况表

3 优化运行

3.1 内容及意义

水电站优化运行，包含经济运行和安全运行。它是通过采用科学的优化方法和合理的调度方式进行。在满足电力系统安全稳定运行的基础上，根据不同部门提供的负荷、调度、水情、电站动力特性等相关信息，进行水电站经济运行方案的制定，从而降低耗水率，以便水电站获取尽量大的经济效益。主要包括水电站站内机组经济运行和水电站组合优化两部分内容。

3.2 优化运行的途径

按照水轮机制造厂家给出的模型综合特性曲线，通过相似理论换算得到机组运转综合特性曲线。水电站依据机组运转综合特性曲线，制作不同水头下每台机组出力与耗水率关系曲线，存入监控系统。当中调通过OMS 一体化调度系统下达负荷曲线给集控中心时，由集控中心根据中调的负荷曲线，结合耗水率尽量低的原则，分配各电站相应机组接带电力负荷。另外，建立典型操作票存入系统。当电站机电设备检修完毕，需要恢复时，集控中心值班员立即执行工作票许可制度，从系统中找到相应操作票，根据现地实际，下达逐项操作令并加以监护，保证安全及时地将设备恢复到备用状态。

3.2.1 优化运行的季节性安排

（1）洪水时节

根据气象预报，在洪水或台风雨到来之前，向中调申请多开机满发，必要时适当提前开启大坝泄洪闸门预泄，以腾出库容，接纳上游来水。根据调洪演算，适时关闭泄洪闸门，拦蓄洪尾，提高库水位，以利于经济运行。

（2）平水时段

根据各电站库水位和上游来水情况以及设备健康状况，各电站运行方式予以差异化安排。贯流式机组启动准备时间较长，若遇外送线路跳闸，引发机组甩负荷的同时，常伴随机组过速保护动作，所以安排贯流式机组接带基荷。轴流式机组启动时间适中，接带腰荷。混流式机组启动并网快，正常解列也快，运行方式转换灵活，参与调峰。

（3）枯水季节

入冬以后至来年惊蛰之前，各电站上游来水普遍偏少，各电站通常会安排一部分机组大小修。这个季节，当地政府为了保证下游河流有生态流量和基本通航功能，如峡江电站，往往要求保证有300 m3/s 流量下泄。所以，在保证生态流量下泄的前提下，一般安排各电站按出入库水量平衡原则发电。

3.2.2 优化运行过程中的异常案例

（1）峡江电站机组出力大幅度波动

2020 年6 月下旬，集控中心值班员发现峡江电站5 号机组运行过程中，机组出力时常在15 MW 到39 MW 之间波动，随即通知现地值守人员检查。检查导叶和桨叶协联情况正常，功率模块无异常，但机组主轴摆度偏大，转轮室声音异常。通过技术分析，决定扩大范围进一步查找原因。后经检查发现，机组进水口拦污栅被水库漂浮物严重堵塞。打捞清除漂浮物，机组运行恢复正常。

（2）高桥电站机组出力不足

2020 年7 月中旬，集控中心值班员发现高桥电站两台机组出力都不能达到额定值。查看集控历史数据库，经与之前同工况对比，发现现在的耗水率很高，大大偏离最优工况。通知现地值守人员查找，发现电站大坝自动翻转型泄洪闸门被一棵大树兜卡住，不能自动复位关闸，库水位不能上升到正常高水位。立即清理树兜，泄洪闸门自动复位关闭。三天后，达到正常高库水位，两台机组出力都能达到额定值。

4 结语

水力发电作为清洁能源，在国家今后长期实施“低碳发展、绿色发展”的战略大背景下，将迎来生存与发展的良机。做好水电站优化运行意义重大。水电站在集控模式下，增强值班人员的工作责任心，机组按运转综合特性曲线择优工况运行，严格执行“两票三制”，都是水电站优化运行的有效途径。