綏芬河羅家店水電站調度運行方式研討

高明　吳明官　才莉莉

摘 要：黑龍江省全年的徑流分配極不均勻，年際變化較大，豐枯變化明顯，冬季枯水期約占半年時間，而且水電站的調節庫容較小，每年豐水期來水量較大等情況下，采用本次研討的優化調度運行方式電能計算，可以盡量減少棄水量，比非常規方法可增加水電站的多年平均發電量約3%，增加發電效益。

關鍵詞：運行方式；水電站；調度

1 前言

能源問題是當今世界上最突出的問題之一。礦藏資源為有限的一次性消耗能源，大量開采，蘊藏量逐年減少，而水能資源是一種天然再生的綠色環保型清潔能源，可以重復利用。水電是目前人類唯一能夠大規模商業化開發利用的、技術上成熟的可再生清潔能源，因此，優先發展水電是滿足我國能源增長需求和實現可持續發展的重要途徑。

2010年10月，由黑龍江省水利水電勘測設計研究院編制的《黑龍江省東寧縣大綏芬河干流羅家店水電站工程初步設計報告》，該報告已經經過審批，其中水電站調度運行方式，具有一定的難度和研討價值。

因此，筆者特提出如下非常規的水電站調度運行方式，稱優化調度運行方式，按該調度運行方式電能計算，可提高水電站的多年平均發電量。

2 建設項目概況

東寧縣羅家店水電站壩址位于大綏芬河干流上游，距東寧縣城120km。

羅家店水電站校核洪水位360.29m，總庫容1640萬m3；正常蓄水位358.0m，正常總庫容1300萬m3；調節庫容595萬m3；死水位353.0m。

羅家店水電站總裝機容量為15MW，多年平均發電量4166萬kW.h，選擇3臺水輪發電機組，其中：2臺單機容量7MW，1臺單機容量1MW。

3 水電站壩址處多年平均來水量

羅家店水電站壩址處1956年～2008年共53年徑流系列統計分析結果，多年平均年徑流量43772萬m3，多年平均流量13.88m3/s。

4 劃分不同水年

根據歷年來水量資料，劃分豐、平、枯水年，即當經驗頻率P≤25%的年份為豐水年，當經驗頻率75%

5 劃分不同水期

根據歷年逐月來水量資料統計分析后，確定每年的12、1、2、3月份，共4個月為枯水期；每年的7、8、9月份，共3個月為豐水期；每年的4、5、6月份和10、11月份，共5個月為平水期。

6 不同水期發電原則

枯水期：每年進入枯水期后，充分利用生態基流量發電，即只利用一臺小機組發電，當庫水位低于死水位時，停止發電。

平水期：（1）每年4～6月份，當遇到豐水年時，三臺機組滿負荷發電，盡量避免棄水；當遇到平水年時，盡量利用兩臺大機組發電；當遇到枯水年時，盡量利用一臺大機和一臺小機發電。（2）每年10、11月份，無論遇到什么年份，無論三臺機組如何組合發電，在不棄水的原則下，到11月底庫水位盡量達到正常蓄水位358m。

豐水期：每年進入豐水期后，盡量利用三臺機組滿負荷發電，盡量減小棄水。當庫水位Ht≥358m時，水電站出現棄水。

7 水電站調度運用方式

該水電站來水流量等于零的情況下，可利用調節庫容595萬m3。

7.1 枯水期（每年12、1、2、3月份）

每年進入枯水期后，充分利用枯水徑流發電，即只開啟一臺小機組發電，當庫水位低于死水位353m時，停止發電，余水量蓄在庫中，準備過一段時間后繼續發電。

7.2 平水期（每年4、5、6月和10、11月份）

每年4～6月份：當Qt≤Q大時，仍利用小機組發電，余水量蓄在庫中，庫水位逐漸上升至發電限制水位Hx以上為止。當Q大2Q大時，開啟三臺水輪發電機組滿負荷發電，若Qt<2Q大+Q小時，則庫水位將下降至Hx以下時，關閉小機組，使庫水位上升至Hx以上為止，否則庫水位將上升。

每年10、11月份：當Qt≤Q大時，先利用小機組發電，庫水位上升當水位高于Hx時，關閉小機組后，開啟一臺大機組發電，利用庫中水發電，水位下降至Hx以下時，關閉大機組后，重新啟動小機組發電，使水位上升至Hx以上為止。

當Q大

當Qt>2Q大時，開啟三臺水輪發電機組滿負荷發電，若Qt<2Q大+Q小時，則庫水位將下降至Hx以下時，關閉小機組，使庫水位上升至Hx以上為止，否則庫水位將上升。但是無論如何到11月底前庫水位必須保持在357m～358m即可。

7.3 豐水期（每年7、8、9月份）

每年進入豐水期后，盡量減小棄水，開啟三臺水輪發電機組滿負荷發電，庫水位盡量控制在357.5m～358m即可。

8 水電站調度運用圖

根據初始的調度運行圖和典型年流量過程線，按照上述的調度運行原則和方式進行電能計算。若所計算的多年平均發電量不理想時，適當調整初始調度圖后，重復上述操作過程即可，直到所計算的多年平均發電量明顯大于常規方法計算成果為止。

9 實際調度運行方式

羅家店水電站建成后，壩址以上具體的來水量是隨機的和未知的，因此，該水電站實際調度運用方式，是根據上述優化后的調度運用圖中的發電限制水位Hx和實際的庫水位Ht高低來控制發電：

9.1 枯水期（每年12、1～3月份）

該水電站每年進入枯水期后，當庫水位Ht≥357m時，為了防止棄水，盡量多發電，可開啟一臺大機組發電，若大機組發電后Ht<357m時，則立即停止大機組發電，開啟小機組發電，否則可開啟小機組后，利用兩臺機組同時發電，這時候庫水位Ht仍繼續上升，立即開啟另一臺大機組后，利用三臺機組滿負荷發電，一直到庫水位下降至發電限制水位Hx附近為止。

當庫水位Ht<357m時，只開啟一臺小機組發電，若小機組發電后庫水位Ht≥Hx時，則按小機組繼續發電，否則立即停止小機組發電，等待一段時間后，視庫水位Ht上升至相應時段的Hx以上時，重新啟動小機組發電，如此反復即可。

9.2 豐、平水期（每年4～11月份）

該水電站每年進入4月份以后，當庫水位Ht≥357.5m時，為了避免棄水，開啟三臺機組滿負荷發電，若庫水位Ht<357.5m時，則先關閉小機組后，庫水位Ht如上升則可利用兩臺大機組繼續發電；庫水位Ht如繼續下降，則再關閉一臺大機組后，只利用一臺大機組發電，庫水位Ht上升可利用一臺大機組發電；庫水位Ht下降，繼續利用一臺大機組發電后，視庫水位Ht接近于該時段的發電限制水位Hx為止。當庫水位Ht<357.5m時，開啟兩臺大機組發電后，庫水位Ht逐漸下降時，則先關閉一臺大機組后，視庫水位Ht是否上升或下降，庫水位Ht上升可利用一臺大機組繼續發電；庫水位Ht下降，繼續利用一臺大機組發電后，視庫水位Ht接近于該時段的發電限制水位Hx為止，否則利用三臺機組滿負荷發電后，視庫水位Ht是否上升或下降，庫水位Ht上升可利用三臺機組繼續發電，當庫水位Ht≥358m時，水電站出現棄水；庫水位Ht下降，繼續利用三臺機組發電，視庫水位Ht下降至該時段發電限制水位Hx附近為止。

10 結束語

通過上述的分析研究，特提出如下結論：筆者提出的非常規水電站調度運行方式，可稱優化調度運行方式，按該調度運行方式電能計算，可盡量減少棄水量，比非常規方法可增加水電站的多年平均發電量約3%左右。