浅析洪江水电厂降低综合厂用电率的控制措施

陈 超

（五凌电力有限公司洪江水电厂，湖南 洪江 418200）

1 引言

洪江水电厂位于湖南省怀化市洪江区沅水干流上，工程以发电为主，兼有航运、灌溉、供水等综合利用效益。电厂安装有6 台灯泡贯流式水力发电机组，总装机容量270 MW，设计年发电量为10.17 亿kW·h，为国内运行水头最高的灯泡贯流式机组。自投产以来，源源不断为促进经济社会发展输送绿色能源。

目前我国能源结构仍以煤炭、石油等化石能源为主，大量的化石能源消耗造成环保问题日益突出。而水电为清洁绿色能源，因此，降低水电厂综合厂用电率，提高上网电量，对于减少碳排放，缓解当下的生态环境压力具有重要意义。

2 水电厂综合厂用电率分析

2.1 综合厂用电率的概念

综合厂用电率是发电生产过程中综合厂用电量与发电量的比值，综合厂用电量是厂用电量与主设备损耗电量之和，即发电量与上网电量之差。水电厂综合厂用电率采用下列公式计算：

式中，K为水电站综合厂用电率；W综合厂用电量为水电站某一周期内综合厂用电量之和；W发电量为水电站某一周期内发电量之和。水电站综合厂用电量主要由厂用电量和主设备损耗电量组成。

2.2 综合厂用电率分析

综合厂用电率是发电企业核算成本及衡量节能降耗的重要指标，直接影响电厂的效益。从综合厂用电率的计算公式可知，其影响因素是发电量和综合厂用电量，其中的综合厂用电量由主设备损耗电量和厂用电量组成，对洪江水电厂而言，主设备损耗电量包括主变耗电量、隔离变耗电量、母线损耗电量等，厂用电量包括机组自用电、厂内负荷耗电量、生活区耗电量等。下面以洪江水电厂2013～2017 年电量数据（如表1）作为依据，分析综合厂用电率的影响因素。

表1 洪江水电厂电量数据

一方面，由表1 中综合厂用电率与发电量的数据对比可知，发电量增加，综合厂用电率下降明显。原因分析如下：由于主设备的损耗电量只要设备运行就存在(包括电容效应、涡流损耗、铜损等)，且与发电量基本成正比关系，比值恒定在0.67%左右，故综合厂用电率主要由厂用电率决定。灯泡贯流式水轮发电机组相较立式机组，增加了轴流风机、循环冷却水泵、粉尘吸收装置等诸多辅机设备，机组自用电占厂用电量的绝大部分，而生活区、厂房公用设备等其他小部分用电量基本保持稳定，因此厂用电量的变化主要受机组自用电量影响。由数学公式可知，机组运行时消耗自用电，发电量越大，机组自用电占发电量的比率就减小，厂用电率、综合厂用电率从而都显著降低。

另一方面，由于厂用电量和主设备损耗电量各占综合厂用电量的50%左右，因此可以通过降低主设备损耗与厂用电量两个方面来控制综合厂用电量。

综上分析，降低综合厂用电率的关键就是要优化机组运行方式，提高机组的负荷率，增加发电量；同时深挖节能降耗，降低主设备损耗和厂用电量。

3 降低综合厂用电率的措施

3.1 优化机组运行方式，增加发电量的措施

降低综合厂用电率最根本、最有效的办法就是通过优化运行方式，提高负荷率，增加发电量，在厂用电量不变的情况下，发电量越多，综合厂用电率自然就下降。

（1）提高水能利用率：汛期做好水情测报工作，根据上游雨水情合理安排水库运行方式，及时腾空库容，拦截洪尾，优化水库调度，在确保安全度汛前提下，力争多发电、尽量减少弃水损失电量；枯水期应尽量提高运行水头，减少发电耗水率，增加发电量。

（2）提高机组效率:根据《水轮机运行特性曲线》和《发电机效率曲线》，运行中要求电站运行人员在不同水头下调整导叶开度，避开振动区，使机组在最优工况下运行，提高机组发电量。

（3）提高负荷率：多机组带低负荷旋转备用时，负荷率低，同时也会导致渗漏排水泵、高压气机等辅助设备运行时间延长而增加厂用电量。因此，应及时向调度申请，或多带负荷增加发电量，或停机减少厂用电量，尽量缩短机组旋转备用时间。

（4）提高等效可用系数：合理安排机组检修计划，加强设备维护保养，保证其可靠稳定运行，减少非计划停运次数，从而提高发电利用小时，确保有水就能发电。

3.2 节能降耗措施

（1）加强巡视，及时处理设备缺陷

灯泡贯流式机组辅机设备和厂内其他辅助系统设备较多，包括机组轴流风机，调速器压力油泵，机组轴承油泵、冷却水泵，主变冷却器，高、低压气机，检修、渗漏排水泵等等。由于其长期运行或经常启停，消耗了大量厂用电量。而设备缺陷往往造成厂用电量增加，如:主轴密封漏水往往会引起渗漏排水泵启动次数的增加；进、尾水流道排水阀漏水造成检修排水泵启动次数增加；因此，管路出现漏水，漏油及漏气情况应及时处理，杜绝“三漏” 现象。要通过定期巡检和设备健康分析，及时排查设备隐患、消除设备缺陷。例如，洪江水电厂机组调速器压油系统配备2 台油泵，轮换交替运行。2017 年，电厂运行人员通过上位机查盘及时发现1 号机调速器油泵启动间隔缩短至20 min 以下，第一时间通知专业人员检查处理，经过诊断分析，发现调速器内部程序存在问题，通过优化完善程序，油泵启动间隔延长至3 h，极大减少了油泵启动次数、降低了厂用耗电量。

（2）优化负荷管理，降低主设备损耗

电能在各主设备中的损耗与电流的平方成正比。根据《同步发电机U 型曲线》，输出有功功率恒定时，当cosφ=1 时，输出电流最小，可以降低发电机损耗。因此，在保证安全稳定运行的前提下，应尽可能少发无功，以提高功率因素和发电机效率，降低损耗；同时尽量均匀分配3 台主变所带负荷以降低主变铜损。

（3）实施厂用设备季节性闭环管理

根据季节变化，结合设备运行特性和环境要求，改变设备运行方式，从而达到节约厂用电的目的。例如，机旁小室空调在冬季室温高于28℃和夏季时投入，直流盘室、线路保护室等设备间空调夏季投入、冬季退出；坝顶照明灯投入时间根据季节进行调整等措施。

（4）加强创新，积极进行技术改造

采用新技术和新设备，大力推进技术升级，达到节能降耗的目的。例如，照明系统采用LED 节能光源逐步淘汰普通照明灯管，合理选择照明方式，楼梯廊道、厕所可采用声光控开关，白天尽可能采用日光照明，夜晚照明光源可以部分投入，突出重点区域。主厂房及下游副厂房夜晚照明可以间隔投入光源，不必全部投入。

3.3 加强宣传引导，提高员工节能意识

日常生活工作中，一些员工节约用电意识不强，不注意自身行为，看似不起眼的微小动作，日积月累下来也会产生巨大浪费、造成厂用电量的增加。特别是生活区用电，不时存在人员离开宿舍时空调、热水器、电视等电器不关，长期休假未断开室内电源断路器等现象，既造成了厂用电的浪费，又埋下了消防安全隐患。国家积极倡导建设节约型社会，因此，电厂应定期开展节能宣传教育活动，提高员工节能意识，使员工在工作生活中树立“节约用电，人人有责”的观念，养成“随手关灯”、“人走电断”等良好习惯。

4 结语

当前，国家正持续推进绿色发展战略，清洁能源需求不断加大，对水电厂经济运行提出了更高的要求。近年来，电厂积极采取上述措施、挖潜增效，年发电量屡创新高、综合厂用电率持续优化，同时也保持了长周期安全稳定运行的记录。既提高了企业自身的经济效益，也产生了良好的社会效益，服务国家发展战略。