淺談田灣河梯級水電站集中控制調度方案設計與應用

郭建平（四川川投田灣河開發有限責任公司，四川成都 610041）

淺談田灣河梯級水電站集中控制調度方案設計與應用

郭建平
（四川川投田灣河開發有限責任公司，四川成都 610041）

本文對田灣河流域梯級水電站集中控制調度的必要性進行了分析，結合仁宗海、金窩、大發水電站調節性能上的差異，對節能發電調度辦法下田灣河梯級水電站集中控制調度方案進行了設計，并對基于該集中控制調度方案開發的田灣河梯級水電站調度軟件系統進行了介紹。

田灣河流域 梯級水電站 集中控制調度

1 概述

田灣河流域梯級水電站（簡稱水電站）為一庫三級建設，自上而下依次為仁宗海水電站、金窩水電站和大發水電站。三個梯級電站總利用落差1744m，總庫容1.12億m3，調節庫容0.91億m3，裝機容量720MW，設計枯水年枯期平均出力247.9MW，年發電量36.03億kW·h。在豐枯、峰谷電價政策條件下，如何協調上下游水力聯系，協調三級水電站間的節能調度排序，合理分配廠間以及年內豐、平、枯期和日內峰、平、谷段電量，減少棄水，提高梯級電站水能資源的利用效率，成為該水電站調度管理方面的一個重要議題。

2 水電站集中控制調度的必要性

梯級水電站的集中控制調度，一方面可以合理分配的各梯級水電站的發電負荷，較好地提高流域水能資源的綜合利用率，實現水電站的節能發電調度，滿足電網安全、穩定、高效運行的要求；另一方面可有效降低水電站工作人員的工作強度，逐步實現“無人值守”運行模式，達到節約人力資源的目的。水電站具有裝機容量適中、龍頭水庫調節能力強等特點，仁宗海、金窩、大發水電站距離較近，電力外送通道相同，在水力、電力等方面具有很好的聯系。如果能夠進行集中控制調度，必將有利于充分發揮梯級水電站各自的特點，產生更大的綜合效益。

3 節能發電調度辦法下水電站集中控制調度的方案設計

3.1 水電站集中控制調度管理模式設計

流域梯級水電站采用集中管理模式，由省電力調度中心、成都遠控中心、田灣河集中控制調度中心、各梯級水電站及它們之間的通信信道組成。田灣河成都遠控中心作為流域梯級水電站的集中控制調度機構、統一調度指揮中心以及流域水利樞紐的防汛度汛指揮中心，對外負責向省電力調度中心申報發電計劃、接受并完成省電力調度中心的調度命令，對內負責各梯級水電站的統一集中控制調度工作。在滿足電網安全、電站調峰、調頻等需求的條件下，科學合理地安排梯級水電站開、停機任務和分配各機組出力。

3.2 節能發電調度辦法下水電站集中控制調度方案設計

從流域整體水能利用率最大化的角度出發，在考慮仁宗海龍頭水庫的年調節作用的同時，考慮到各梯級水電站之間的徑流、電力補償調節作用。將仁宗海、金窩、大發三個電站的計劃電量分兩部分進行考慮。一部分將金窩、大發水電站作為一個部分考慮，以徑流式水電站序位進行排序，其申報電量首先參與全網的電量平衡。另一部分將仁宗海水電站單獨考慮，由金窩、大發水電站平衡后的計劃電量反推仁宗海水庫放水，以保證下游兩徑流式水電站完成其計劃電量，繼而由仁宗海水庫放水確定仁宗海水電站的計劃電量。

首先，田灣河集控中心根據流域水情預測及水庫綜合運用方式，結合梯級水電站機組工況、峰平谷結構、電力負荷需求、分時電價等綜合情況進行分析，制定與省電力調度中心接口的、實際可操作的發電計劃，統一申報金窩、大發兩個電站的出力曲線，單獨申報仁宗海水電站的出力曲線，以初步確定田灣河梯級水電站的發電出力曲線及機組的運行方式。然后，由省電力調度中心根據全網的電力負荷需求，考慮電網安全運行、電力持續穩定供應、社會效益等約束條件，對成都遠控中心申報的梯級水電站發電計劃進行審核、調整，平衡其計劃電量，并且以統一出力曲線的方式將審核后的仁宗海、金窩、大發三個電站的梯級總出力曲線下達到成都遠控中心。最后，田灣河成都遠控中心接受省電力調度中心的總出力安排，并在確保該總出力任務能夠及時完成的前提下，根據當時影響水電站運行的限制條件（諸如電網運行方式、水電機組狀況、防洪、生態用水等），同時考慮相關影響因素（例如入庫徑流、機組啟停損耗、設備檢修計劃、送出限制等），以龍頭仁宗海水庫耗水量最小為原則，對田灣河梯級水電站實施集中控制調度運行，合理分配三個水電站的梯級出力任務。

4 基于水電站集中控制調度方案的應用軟件

基于節能發電調度辦法下水電站集中控制調度方案，在Microsoft Visual Studio.Net的集成開發環境下，開發出基于Internet的節能發電調度辦法下田灣河梯級水電站集中控制調度軟件系統。該軟件系統作為田灣河公司信息化管理的組成部分，可以滿足梯級水電站日常調度的需要，為田灣河流域梯級水電站集中控制調度提供決策支持。該軟件系統在內部局域網運行，并且能夠與外部Internet連接，該軟件以數據管理為中心，以輔助決策為目標，將梯級水電站中長期發電計劃制定、日前發電制定、日負荷分配、機組檢修、系統負荷要求等整合形成一體化的適應實際電力生產需要的梯級水電站集中控制調度系統。系統具有中長期決策分析模塊、短期決策分析模塊、日負荷分配模塊和發電計劃編制模塊共四大功能模塊。各功能模塊既可獨立應用，又能與其他相關模塊相互聯合，達到對電力營銷策略和特定任務的支持作用。另外，各功能模塊之間的信息能夠進行通暢的交換和共享，具備良好的加密拓展能力，兼顧了安全性和使用方便性的考慮，為田灣河流域梯級水電站的運轉、經營和管理提供了良好的決策支持。

5 結語

該水電站集中控制調度方案從流域整體水能利用率最大化的角度出發，不僅使仁宗海龍頭水庫的年調節作用得到充分發揮，而且各梯級水電站之間可通過徑流、電力補償調節，使田灣河流域梯級水電站的水量、水頭得到充分利用。同時保證了下游金窩、大發水電站能夠完成省電力調度中心下達的計劃電量，也保證了當仁宗海水電站出現非正常棄水時，仁宗海水電站發電機組能夠位列下游金窩、大發水電站發電機組的前面，滿足了國家的節能發電調度辦法。此外，基于該集中控制調度方案，開發出了水電站集中控制調度軟件系統。為進一步推動節能發電調度工作的開展奠定了基礎。

［1］王雅軍.流域梯級水電站集中控制運行模式探討［J］.水電與新能源，2013（4）:8-11.

［2］田碧，李榮.田灣河流域梯級水電站聯合優化調度淺析［J］.中國新技術新產品，2015（4）:141-142.