基于水位控制系數的水電優化調度差異化考核管理體系的構建及實施

于文革,郭晨旭

(1.中國華電集團公司,北京100013；2.中國華電集團公司水電技術中心,浙江杭州310030；3.華電電力科學研究院,浙江杭州310030)

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基于水位控制系數的水電優化調度差異化考核管理體系的構建及實施

于文革1,郭晨旭2,3

(1.中國華電集團公司,北京100013；2.中國華電集團公司水電技術中心,浙江杭州310030；3.華電電力科學研究院,浙江杭州310030)

摘要：為了充分調動各水電企業深入開展水電優化調度工作的積極性和創造性，中國華電集團公司基于水位控制系數創新構建水電優化調度差異化考核管理體系。介紹了構建體系應遵循的原則及具體評價辦法,該體系在公司系統內全面推行,取得了顯著成效,帶來巨大的經濟、社會效益,為水電行業優化調度管理評價提供了良好借鑒。

關鍵詞：水電優化調度；水位控制系數；差異化；考核管理體系

環境污染、氣候變化是國際社會面臨的全球性重大挑戰,環境保護的問題得到了越來越廣泛的重視。2009年,中國在哥本哈根會議上向國際社會莊嚴承諾“爭取到2020年非化石能源占一次能源消費比重達15%左右,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%”。增加非化石類清潔能源消費比重,降低污染物排放,既是國家對國際社會的承諾,也是我國實現可持續發展的基本要求。

中國華電集團公司(以下簡稱“華電集團”)秉承“安全、和諧、綠色、創新”的開發理念,經過多年發展,裝機規模快速增長,截至2014年底,水電裝機規模為2 329萬kW,占全國水電總裝機的7.7%,規模容量位居五大發電集團之首,水電已逐步成為支撐華電集團發展壯大的一個重要組成部分。對于水電企業,在加大水電開發力度的同時,深入開展已建成水電企業的優化調度工作,節約水能資源增發電量,是企業提質增效的重要途徑,也是提高清潔能源消費比重的主要途徑。華電集團通過創新構建與實施水電優化調度差異化考核管理體系,充分調動各水電企業深入開展水電優化調度工作的積極性和創造性,提升了水電調度運行管理水平,進一步促進了水能資源的高效利用,2014年發電量(724.50億kW·h)創歷史新高,也進一步促進了華電集團水電產業又好又快發展,為國家清潔能源可持續發展做出了積極貢獻。

1提出差異化考核管理理念

優化調度工作的評價需要使用科學、合理、客觀的指標,從2013年開始,華電集團組織開展了水電優化調度及運行評價管理的專項調研,并數次召開專題會議,提出：應從“科學合理、適用廣泛、簡便易用”3個方面努力,綜合考慮水庫調節性能、設計調度要求、歷史運行情況等不同因素,建立差異化考核管理體系,進行華電集團下屬水電企業的優化調度評價。

2差異化考核管理遵循的原則

(1)保證安全原則。水電企業生產運營要以保證水電站安全,滿足防洪度汛要求為前提,并提倡水電企業科學合理開展經濟運行和優化調度工作。

(2)整體效益最大化原則。水電企業生產經營要統籌考慮電量、電價、電網、電力市場、耗水率、水位控制、水量利用率、水火替代等因素,合理安排發電和水庫運行方式,實現整體效益最大化。

(3)短期效益服從長遠效益原則。水庫保持較高水位運行,是降低耗水率、增加發電量提升效益的重要手段,水電企業要杜絕為了短期目標而超發電量,導致水庫長期低水位運行帶來效益損失和設備安全隱患的行為。

(4)合理控制水位原則。枯水期是水位控制重點時段,以提高水庫運行水位,降低耗水率為主要目標。執行豐枯、峰谷電價的單位,要綜合考慮耗水率和電價因素,按照整體效益最大化的要求控制水位。豐水期應加強水情測報,保持合理水位運行,兼顧耗水率和水量利用率。送出受限或市場消納不足地區,要以爭取多發電為主要目標。

(5)設備健康高效原則。設備健康高效是水電企業創造良好經濟效益的基礎,主汛期要做到機組等效可用系數100%,不發生設備原因導致的棄水和出力受限,棄水期負荷率要達到100%。送出受限或市場消納不足地區要達到區域水電平均負荷率以上。

3差異化考核管理的內涵和做法

3.1確立水位控制評價關鍵指標

在發電量相同的情況下,影響水電廠優化調度的主要因素是發電水頭,通過抬高庫水位增大發電水頭,就能夠降低發電耗水率。但是,庫水位越高,意味著棄水風險就越大,在流域發生洪水、線路跳閘送出受限等情況下就可能導致開閘泄洪。由此可見,庫水位的控制是水電廠優化調度運行的最關鍵因素。華電集團提出了水位控制系數概念,確定將其作為評價水電優化調度水平的關鍵指標。

水位控制系數計算公式為

水位控制系數既表征水庫的蓄滿程度,又反映發電水頭的高低。確定水位控制系數主要考慮2方面的因素：一是考慮前10年水庫的實際運行情況,通過前10年運行水位的月度平均值,計算出對應的水位控制系數；二是考慮電站設計對水庫運行的要求,取水庫調度圖正常工作區中心線對應的月度水位,計算出對應的水位控制系數。將這2個水位控制系數進行算術平均,就得到了實際運行與設計相結合的水位控制系數目標值。

3.2制定差異化考核評分方法

考慮到所轄水電廠裝機規模大小、流域水文特性、調節性能的差異性以及對水電廠汛期、枯期的水位控制要求的差異性,在制定評分方法時將水庫庫容、裝機容量、汛枯期的差異性充分納入其中。為了強化過程管理,同時保證年度結果,水位控制系數指標考核評分按月度、年度2種方式進行。

3.2.1水電廠月度水位控制系數指標評價

由每天8∶00水庫水位算出對應的水位控制系數,計算出全月的算術平均值即為該月的實際水位控制系數,將該系數與華電集團下達的考核目標值作比較,計算出得分。計算公式為

式中,τij、φij、γij分別為二級單位下屬具有水位控制系數考核指標的第i個水庫第j月的水位控制系數考核指標月度評價得分、月度實際完成值和考核指標值；ROUNDDOWN()為往絕對值減小方向取整的函數。

各水庫水位控制系數月度考核基準分為15分,即當0.6<(φij-γij)<0.6時,τij=15,其他情況見表1。

3.2.2水電廠年度水位控制系數指標評價

為了引導水電廠樹立“汛期減少棄水量、枯期降低耗水率”的理念,在水庫水位控制系數計算公式中設定不同的權重系數體現“汛期側重水量利用、枯期側重降低水耗”的差異化,規定對水庫的水位控制系數指標進行年度評價時,枯期權重系數為1.5、汛期權重系數為0.5,全年各月的水位控制系數加權平均結果為年度評價得分,即

表1水電廠月度水位控制系數考核指標得分情況

考核結果變化值τij考核結果變化值τij(φij-γij)≤-1.8-3120.6≤(φij-γij)<1.2+116-1.8<(φij-γij)≤-1.2-2131.2≤(φij-γij)<1.8+217-1.2<(φij-γij)≤-0.6-114(φij-γij)≥1.8+318

3.2.3二級單位年度水位控制系數指標評價得分

為了體現有多家水電廠的二級單位在水位控制上的重點,引入各水電廠調節庫容、裝機容量占該二級單位全部水電廠總量的比例進行計算。二級單位年度評價得分,為各水庫水位控制系數指標年度評價得分的加權平均值,其中調節庫容比例和裝機容量比例各取0.5權重計算。計算公式為

式中,δ為二級單位水位控制系數考核指標年度評價得分；n為水庫個數；VTi為第i個水庫的調節庫容；VT為各調節庫容之和；Pi為第i個水庫的裝機容量；P為水庫裝機容量之和。

3.3實施差異化考核管理

華電集團出臺了《中國華電集團公司企業績效考核暫行辦法》及《企業績效考核評價實施細則》,以效益分類指標為載體對水電企業經營業績進行量化考核。分類指標中水位控制計劃完成率、耗水率是兩項重要指標,水位控制系數考核優化調度過程,耗水率考核優化調度結果,這兩項指標各占考核總分的15%。

4實施效果

水電優化調度差異化考核管理已在華電集團全面推行,取得了顯著成效,具體表現在

(1)建立了水電優化調度差異化考核管理機制。華電集團通過建立水電優化調度差異化考核管理機制,強化過程控制與年度目標并重的管控,以過程控制確保達成目標結果。水電優化調度差異化考核管理充分發揮“指揮棒”的作用,汛枯期水位控制的評分權重引導水電廠“汛期側重水量利用、枯期側重降低水耗”,調節庫容和裝機容量的評分權重為二級單位指明了優化調度的重心。各二級單位圍繞年度水位控制系數指標開展調度運行工作,避免了片面追求當年發電量而造成運行水位過低的行為。

(2)大幅提高了水電產業板塊經濟效益。2014年實施水電優化調度差異化考核管理后,華電集團烏江公司9個水庫平均水位控制系數從2013年的5.1提高到2014年的6.2。按來水計算的應發電量與實際發電量比較并計入蓄能變化,通過抬高水位獲得的優化調度效益電量約27.94億kW·h,按2014年集團水電平均電價0.292 4元/(kW·h)計算,折合經濟效益約8.17億元。華電集團2014年水電發電量為726.61億kW·h,據此計算,年優化調度效益增加率達到3.85%。按2014年全國水電平均利用小時3 653h估算,相當于為華電集團新增一座裝機容量約76萬kW的大型水電廠。

(3)獲得了顯著的節能環保社會效益。在社會用電需求相同的情況下,增加水電發電量能夠相應減少火電發電量。水電優化調度效益電量按2014年的27.94億kW·h、標煤耗按國家能源局最新發布的全國60萬kW及以上機組平均318g/(kW·h)計算,每年可節省標煤88.85萬t,減排CO2、SO2、氮氧化物、煙塵分別218.57萬、1.46萬、1.39萬、0.853萬t。這對減輕環境污染、保護大氣環境具有十分重要的意義。

(4)在水電行業具有巨大的推廣價值。國家能源局發布數據顯示,2014年全國水電發電量約11 026億kW·h,以華電集團2014年水電優化調度效益增加率3.85%估算,若基于水位控制系數的水電差異化考核管理在全國水電行業推廣,每年可增加424.50億kW·h的優化調度效益,標煤耗按國家能源局最新發布的全國60萬kW及以上機組平均318g/(kW·h)計算,每年可節省標煤1 349.22萬t,減排CO2、SO2、氮氧化物、煙塵分別3 320.79萬、22.18萬、21.12萬、12.96萬t。

5結語

為充分調動各水電企業深入開展水電優化調度工作的積極性和創造性,提升水電調度運行管理水平,進一步促進水能資源的高效利用,中國華電集團公司基于水位控制系數創新構建水電優化調度差異化考核管理體系,在公司系統全面推行,取得了顯著成效,帶來巨大的經濟效益和社會效益,為水電行業優化調度管理評價提供良好借鑒。

(責任編輯王琪)

收稿日期：2015- 09- 17

作者簡介：于文革(1966—),男,河北玉田人,高級工程師,碩士,主要從事水電生產運營及安全生產管理；郭晨旭(通訊作者)．

中圖分類號：TV697.1

文獻標識碼：A

文章編號：0559- 9342(2016)04- 0090- 03

ConstructionandImplementationofAssessmentandManagementSystemofHydropowerSchedulingBasedonWaterLevelControlCoefficient

YUWenge1,GUOChenxu2,3

(1.ChinaHuadianCorporation,Beijing100013,China;2.ChinaHuadianHydropowerTechnologyCenter,Hangzhou310030,Zhejiang,China;3.ChinaHuadianElectricResearchInstitute,Hangzhou310030,Zhejiang,China)

Abstract:In order to fully immobilize the enthusiasm and creativity of hydropower generation companies on optimal operation of hydropower stations, China Huadian Corporation has built and implemented differentiated assessment and management system on hydropower optimization scheduling based on water level control coefficient. The principles and assessment methods of system are described. The full implementation of system has obtained remarkable achievements with huge economic and social benefits. The system also provides a good reference for the assessment of optimization scheduling of hydropower industry．

Key Words:hydropower optimal scheduling; water level control coefficient; differentiation; assessment and management system