增加水庫發電調度的效益分析

□ 陳凱書

水庫優化調度工作常常要結合水庫自身的情況而定，如：承載能力、調蓄功能、水庫大小等。“安全”是水庫調度過程中必須堅持的原則，堅持這樣的原則才能讓水庫的入庫水量得到科學調節，讓水能轉換電能的過程創造出更多的價值。“安全”是保證防洪、發電、供水持續運行的基礎，可為社會創造更大的經濟財富。

一、實例概況

某水電站位于新疆境內瑪納斯河流域，裝機容量達300MW，年發電量的設計值為9.24億kW.h。電站正常蓄水位達90m，和汛期限制水位87m的對應庫容在1.48億m3和1.07億m3。水輪發電機組選擇的最大工作水頭為25m，額定水頭為18.2m，最大發電流量達2200m3/s。該水庫工程建成之初，其設計標準根據百年一遇洪水指標進行，并以千年洪水標準校核。但在日后的使用過程中，逐漸發現由于受水庫庫容小、調節能力弱、抗洪能力低等因素的影響，使得水庫調度難以順利開展。現在，天氣預報間隔時間較長，且情況報告準確率高，此電站在上游主要支流14500 km2的流域內布設水文測點，采取的水情自動測報系統具有高效率特點，且定期對河道斷面參數復核，這樣就為水庫的調度工作創造了條件。

二、對水庫正確調度的措施

（一）完善監測實施。實施調度運用計劃的關鍵在于充分掌握工程運行信息。首先是針對觀測設施殘缺不全的狀況，制定了配套的規劃設計和分年建設目標，對監測大壩情況的浸潤線、壩基滲壓、滲流、進出庫水量等主要項目進行先期建設，使調度有了信息耳目。其次是建立健全了檢查觀測、資料分析制度。對水庫管理資料和觀測資料進行了整理分析，為指導工程運行提供了第一手情報。再次是突出對典型庫典型蓄水過程的分析評價。

（二）嚴格把握水位。對于汛期水位的控制，需要結合當地的實際資料，完成實地水文調查和斷面測量后參照資料復核計算。在審核過程中，對防洪風險控制進行綜合分析，并聽取電站多年水庫調度指導意見后再開展工作。但實際操作時必須要滿足電站樞紐工程和上下游防洪標準，盡可能地創造更大的價值，汛期根據流量動態靈活控制水位，適當添加發電水頭數量。在多方面計算之后確定汛期洪水不同階段的控制措施。

漲洪段。洪水漲洪段最好早些采取庫中水量實現發電，這樣可以達到消落水位的作用。當水庫處于無發電調度命令狀態下需要預泄騰庫，以保證入庫流量大于4400m3/s，在洪水發生前把水位控制在85m以下。漲洪段水位控制如表1。

表1 漲洪段水位控制表

洪水期。對洪水期的水位嚴格控制，在水位降至86m之后堅持“來多少，泄多少”的準則完成調度工作，待閘門完全打開之后停止。在入庫洪峰流量大于10000 m3/s后，需參照具體的水庫情況把水位控制在83.5～84m。

退水段。當洪水消退到4300m3/s之后，則需要采取必要的措施進行洪尾水量的攔蓄。在經過一段時間的觀察之后，從天氣預報中得知氣候未出現后續降雨，天氣情勢明朗，判斷無復峰時，不同流量級水庫回蓄水位見表2。

表2 退水段水庫水位控制表

維護非汛期高水位運作。此水電站處于非汛期時的水流量一般較小，在運行過程中的方式多數依賴于間歇調峰的形式，對水庫水位的把握通常都將其限制于標準蓄水位的88m之下，日消落的深度不得超過0.75m，對應的消落水位在87.12m。一般情況下，水電站都是新疆電網最為關鍵的調峰調頻電站，在非汛期運行的消落深度與設計值相比存在較大的差異，整體的運行水位略為降低，最近幾年的勘察數據顯示，水庫平均運行水位在86.2m。自2008年之后，電廠運行人員與自治區電網調度部門保持了良好的聯系，不斷減小能量消耗以獲得最大的經濟效益。

（三）合理攔蓄洪尾少棄水。此水電站庫容較小，要根據不同的氣象報告資料，在洪水到來之前積極地結合水位狀況采取處理措施，對洪尾水量嚴格控制，以降低棄水量，讓水資源得到充分的利用，創造出更多的電能。需要注意的是，洪尾攔蓄具有相當的防洪風險，這就需要工作人員及時把握好氣象信息，做好水情預報分析，從而正確把握好洪峰來臨的時間、量級，合理安排蓄泄，防止由于水流量過大導致水電站受損。遇到復峰型洪水之后，需對回蓄水位進行控制，防止別的洪峰到來前由于水位偏高而導致淹沒損失。根據專家們的勘察檢測得出，汛期洪后可回蓄至動態控制的上限水位是85m，這一階段汛限水位以上庫容最高在3000萬m3，發電量可提高170萬kW.h。2009年，該水電站受到臺風的影響導致了洪水的出現，這一階段為汛期與非汛期交接時期，在專家的審批下，水位最大回蓄至87.95m，此次洪水共攔蓄水量5200萬m3，增發電量達250萬kW.h。

（四）及時清污保水頭。由于水庫流域環境綜合治理不佳，每年洪水期大量樹枝、垃圾、水葫蘆等污物順流而下堆聚到壩前，對機組進水口攔污柵的壓力加大；同時形成了柵前柵后的水位差，加大了發電水頭的損失，造成機組出力受阻，水耗增大。為此，電廠成立專門的清污班組，利用專業設計的清污船對攔污柵和庫面及時開展清污工作，減少了水頭損失。

三、經濟效益分析

據新疆經貿委2007年底組織專家對該水電站創造的價值進行綜合分析得知，該水電站汛期流量動態調度方案和之前的原設計方案相比，汛期多發電量約達10%。2008年～2010年汛期創造的發電效益十分可觀。2010年汛期平均運行水位達85.95m，這是汛期抬高水位運行方案改革后創造的最大值。跟實際發電消落深度還原水庫運行水位實施計算，水電站平均降低水耗1.4 m3/kW.h，2008～2010間共增發電量9780萬kW.h；非汛期對較高的運行水位進行基本控制，和能量指標復核值86.5m相比，增發電量達2110萬kW.h。

四、結語

水電站是我國現代化建設中不可缺少的能源基地。對電站水庫開展經濟運行調度能夠創造出更多的新型能源，給社會創造出更大的經濟價值。持續實施水電節能降耗研究工作，不僅能改善水文預測預報和水庫科學調度水平，也能為社會主義現代化創造更多的經濟效益。