低水頭水電站經濟運行與探討

李峰

(湖南省水運建設投資集團有限公司,湖南長沙 410004)

低水頭水電站經濟運行與探討

李峰

(湖南省水運建設投資集團有限公司,湖南長沙 410004)

隨著近年來我國經濟的快速發(fā)展,越來越多的中小型,低水頭水電站被開發(fā)利用,所占的比例也在逐年增加,因此,對于低水頭水電站如何采取更有效的經濟運行方式,成為這些年來熱門的話題,本文主要就低水頭水電站經濟運行的基本要求,方式,必要因素,探討的方面進行綜述。

基本要求 方式 必要因素 探討

作為近年來越來越被重視的低水頭水電站，因其特殊的低水頭無調節(jié)能力，水庫基本無蓄水能力，更不能承擔調洪及電力系統(tǒng)調峰任務，造成了這樣的水電站的經濟運行方式可以對水電站的經濟效益起主導地位，故采取更有效的經濟運行方式來保證電站的安全，提高電站的經濟效益。

1 水電站經濟運行基本要求

因其特殊，水電站的運行特點決定了水電站的經濟運行對整個電力系統(tǒng)的運行狀況，所以遵守水電站的運行要求至關重要。這樣不僅僅可以最大程度上解決能源緊缺問題，同時還可以為實現(xiàn)節(jié)能型社會的目標做出一分貢獻。

水電站的運行應滿足以下要求：

安全作為第一生產力，是最基本的要求，水電站的安全作為經濟運行的基礎，更應該處處以安全為準則，再次才能談水電站所帶來的經濟效益問題。

一個水電站能否長期保持良好的運行狀態(tài)，常常取決于水電站的專業(yè)技術水平。良好的專業(yè)技術水平，加上有效地專業(yè)技術管理，一旦出現(xiàn)問題時，便能及時有效地給出解決方案。

除此之外，良性循環(huán)的競爭也必不可少。良性循環(huán)的競爭，不僅能使得水電站的專業(yè)人員時時刻刻自主學習深造，提高自身文化素質，充分發(fā)揮自身的才能，更能推動著整個水電系統(tǒng)的經濟運行的發(fā)展。

2 經濟運行方式

(1)最大程度提高發(fā)電量。在豐水期與枯水期兩個不同的時期，在根據水電站水庫的來水量以及當前的水位的情況，采取針對性的方案。

在豐水期，因其天然來水量比較大，故此無需在開機臺數的數量上有所控制，而是以采取在不超過到房屋及其征地的合理范圍內，最大程度上提高上游蓄水水位。

而在枯水期，由于天然來水量相對大幅度減少，所以在機組上以適當減少機組的出力，盡可能蓄水，調節(jié)機組出庫流量與入庫流量之間的平衡，由此使得水位保持在理想的水位。

(2)減少水頭損失和流量損失。無論是豐水期還是枯水期，由于天然來水，往往會挾帶著多種垃圾，尤其是豐水期，由于流量較大時，通常會由于所挾帶的垃圾，將發(fā)電機前的進水口堵塞，造成水頭損失和流量損失，同時還會對水電站的發(fā)電效率造成影響，所以要對天然來水所帶來的垃圾進行及時，有計劃的清理，這樣一來，才能合理有效地保證機組的安全經濟運行。

(3)盡可能提高水輪發(fā)電機組效率及電能輸送效率。由于水輪發(fā)電機組的效率可根據機組運行情況或運行方式的改變而改變，因此要盡可能提高水輪發(fā)電機組效率，增加發(fā)電量；盡量減少無功功率，提高功率因數，提高發(fā)電機效率、降低損耗。

(4)利用數理統(tǒng)計學原理對運行機組的各種數據進行統(tǒng)計，建立數學模型，對電站各臺機組的運行記錄進行統(tǒng)計，確定每臺機組在不同水頭及不同負荷下的平均實際耗水率和最小耗水率等，然后建立數學模型進行分析計算，確定經濟運行方式，實現(xiàn)水電站的經濟運行。

(5)利用和把握氣象信息及水文資料，收集整理相關水文數據，及時做好水文特性曲線，不斷更新，時刻掌握真實情況；同時加強水庫情況的勘查工作，加強水位的控制，合理安排工作，提高工作效率，還要根據水情控制水庫的蓄水位，降低消耗，保持高效運行。

(6)因為低水頭電站的特殊情況，所以其水庫庫容小，不可能將多余的水量進行調蓄，這就要求電站所有機組在豐水期處于完好狀態(tài)，只有這樣，才能最大限度提高電站的發(fā)電量。與此同時，提高電站員工的技術水平以及電站的管理水平，保證機組各設備的完好率，才能保證電站機組的安全、穩(wěn)定、經濟運行。

3 水電站經濟運行的必要因素

由于水電站本身的運行對發(fā)電機組的依賴性，導致發(fā)電機組的正常運行與否，無時無刻不影響著水電站的經濟運行，所以水電站經濟運行的必要因素主要針對發(fā)電機組的各個項目而言。

3.1 水庫調度

根據不同類型的水電站采取有針對性的水庫容量探查，并按照電力系統(tǒng)的調度計劃，水電站水庫的來水量以及水位等諸多因素，從而整理出一系列合理的調度方案。在對水庫容量較小低水頭水電站的情況下，宜采用貫流式機組和采取日調節(jié)的方式。

3.2 機組情況

作為水電站的核心要素，水輪發(fā)電機，更是起著承載著整個電力工程發(fā)電主要載體的作用。對于水電站來說，水輪發(fā)電機的安全運行，再加上機組各個部分的協(xié)調作用，不僅僅是用來實現(xiàn)水電站的經濟運行，更會進一步提高水電站的發(fā)電效率。

3.3 運行設備

(1)運行設備的管理模式。由于設備使用時間的加長，勢必會出現(xiàn)一些故障或者隱患，所以必須制定相關設備的管理制度，爭取在事故發(fā)生之前，將隱患解決，避免事故的發(fā)生，而影響水電站的正常運行。

(2)設備運行的方式。對設備進行分析了解，進行設備改造，加入智能自動裝置，選用高效多功能的輔助設備，運用新型材料進行設備改良，從而達到技術創(chuàng)新，提高運行設備的工作效率，從而實現(xiàn)水電站的經濟運行。

4 低水頭水電站常見問題

4.1 上下游溝通

由于小水電站發(fā)展極快，所以常常有一條河流上有幾個甚至多個電站，又由于這些小水電站溝通不夠，造成上游電站下泄多少流量，下游電站無法得知造成不必要的水流量浪費。因此，在水流量變化時，上游水電站應積極、及時聯(lián)系下游電站，使得在水流量沒來之前調整運行方式，增加更多的經濟效益。

4.2 豐水期清污

在豐水期，雨水過多，因此常常會帶來很多垃圾，如樹根，水草，塑料袋等，導致水電站進水口前攔污柵堵塞，造成機組水頭減少，機組無法帶滿負荷，影響機組出力，同時因為進水口堵塞造成水力不平衡引起機組強烈振動，對機組的安全運行產生重大威脅，所以清污工作在豐水期尤為重要。

4.3 枯水期檢修

因為枯水期來水量減少，所以在枯水期是對機組及其各附屬設備進行全面檢修維護的最佳時期，因此水電站一定要把握好時期，要在枯水期結束前完成對設備的全面檢修維護、預試等工作。

5 實現(xiàn)經濟運行的探討

5.1 確定當日的負荷大小

在水庫流域面積內安裝水文測報系統(tǒng)，根據天氣預報、上游電站、泄水設施等引起本站水量的變化、水位變化等相關水文數據，通過對預報與實測結果的對比，校正有關參數。從而確定當日的負荷大小。

5.2 確定廠內各機組的實際效率,制定開機方案

在給定的全廠負荷下，對運行機組臺數和組合進行最優(yōu)化計算，并按最優(yōu)化原則選擇運行機組的臺數，實現(xiàn)運行機組間負荷的最優(yōu)分配，使之效率達到最大化。

5.3 確定不同水頭下合理的開機方案和負荷分配方案

在各機組參與生產的過程中要經常調整負荷分配，不能使負荷一層不變的一直帶到底。要根據水頭的變化適時調整各機組的負荷，以使水輪機工作在高效率區(qū)。

5.4 不同來水期的優(yōu)化運行原則

豐水期以機組出力最大為運行調節(jié)原則。枯水期以高水頭運行，效率最高調節(jié)機組出力為原則。

5.5 機組間的優(yōu)化運行

根據水電站的日負荷計劃或即將面臨的負荷預測資料，事先進行機組啟、停最優(yōu)化計算，確定改變運行機組組合的合理性，使機組的啟、停按最優(yōu)化準則進行。

6 結語

由于經濟運行在低水頭電站中有著主導地位，所以在低水頭水電站的運行中需采取有效的經濟運行方式，不斷完善技術管理制度，加強設備的維護與檢修，更要在每位員工身上樹立安全生產的基本思想，從而確保水電站的安全性、可靠性、經濟性，提高水電站運行效率。

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[2]雷軍.關于水電站的經濟運行有效實施方法的探討[J].法制與經濟,2013(06).

[3]蔣俊華.如何優(yōu)化小水電經濟運行[J].科技傳播,2013(21).