梯級水電站實時優化調度與經濟運行分析探討

文強

摘 要：水力發電作為我國國民經濟的重要組成部分，其發展不但是對人們生活的保障，更是促進我國經濟發展的重要環節。水電站是水利發電的主要場所，主要職能便是實現江河水資源的有效管控，為電力企業的電網提供電源支持。梯級水電站的優化調度是我國目前水利工程中主要的發展方向，做好梯級水電站的優化調度能有效降低發電成本，實現水電站的穩定運行，并且實現企業的可持續發展。本文通過對近幾年我國梯級水電站的優化調度策略實施的調查分析，主要闡述梯級水電站優化調度的必要性以及現狀，并提出其中存在的問題，提出其經濟運行該遵守的原則，希望能對我國水利發電工程提供參考。

關鍵詞：梯級水電站 優化調度 經濟運行

中圖分類號：TV737 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（a）-0164-02

我國目前的電能生產方式主要有火力發電、風力發電以及水利發電等方式。火力發電是我國目前主要的發電方式，但是其資源消耗巨大。對環境污染嚴重。所以，水利發電由于其環保性與資源耗費較少的特點被逐漸重點利用。三峽水電站與劉家峽水電站已成為我國區域電力生產的主要來源，其每年產生的效益在很大程度上影響著國家的經濟發展。通常來講，水電站的優化調度是為滿足經濟指標，比如梯級水電站要求的月度發電量、成本控制、增大收益等。那么如何才能優化梯級水電站的開發與資源利用，成為水力發電發展的首要問題。

1 梯級水電站實施優化調度與經濟運行的必要性

隨著我國經濟建設的不斷加快，水電站的建設發展技術也在不斷提高，流域綜合規劃管理方式的轉變，使得梯級水電站的發展水平逐漸提高。就目前我國的水電形式而言，電網管理模式愈加完善，梯級水電站的任務就是接收電網的主要負荷，減輕主網壓力，能有效節約發電成本，并且使發電效率得到有效提升，實現企業發展需求的精細化管理。實現我國電網整體的運行效率，就必須加強梯級水電站的優化調度，落實其經濟化運行。我國目前能源較為緊張，經濟發展受到很多方面的影響，而梯級水電站的優化調度以及經濟化運行能夠減少水電站水輪機組損耗，并且還能提高發電效率，為我國的資源合理利用提供支持。（見圖1）

2 梯級水電站經濟運行現狀

就目前我國對于梯級水電站的經濟化運行而言，已經取得了不錯的應用成果，成功案例也有不少，比如我國黃河流域的龍羊峽與劉家峽水電站，主要實行短期調度；而瀾滄江流域水電站主要實行短期聯合經濟調度，都使水電站的運行能夠實現經濟化。當然，流域不同其經濟化運行方式也就不同。即使是相鄰流域的梯級水電站，在實時優化調度的側重點也是不同的，梯級水電站的優化調度需要結合流域特點以及水電站自身的優點，利用連續線性規劃方式建立優化調度模型，制定合適的優化方案。

3 梯級水電站經濟運行中做存在的問題

3.1 水與電的脫節

水利發電，顧名思義，是需要水利和電力兩個系統的相互配合。水利系統的職責為防洪、發電以及航運，其中主要以防洪為主。同時還需要對管轄區域內的水資源進行合理分配。電力系統的職責主要是維護電網的穩定運行，使各發電環節之間能夠有效串聯，水電站是電力系統的主要組成部分。水利系統與電力系統的調度是由行政單位管制的，其統一調度的執行受到一定阻礙，在市場經濟環境下的如今，水利系統和電力系統之間嚴重脫節，統一調度難以實現。

3.2 流域內水電站聯合補償調節程度低

梯級水電站并不是獨立存在的水電站，都是多個集中并且相互聯系緊密的形式。一個流域中存在多個梯級水電站，但是管轄單位卻是不同的，這樣的管理模式使得梯級水電站之間的調度存在著非常大的限制。雖然水電站水庫群理論的觀念也在不斷轉變，但是在實際應用中還是存在較大的難度。流域內水電站聯合補償調節程度低，主要是因為距離遠，難以管理，導致綜合管理混亂。

3.3 梯級水電站運行不穩定

梯級水電站運行的不穩定主要表現在運行過程中的不確定因素較多。比如，不同水電站的電網負荷需求不同，在優化調度時，計算的復雜可能會導致調度結果偏差；水電站機組的啟停次數、穿越振動區數、實時運行中負荷波動會在造成機組相應出力存在較大變化，對數據難以有效穩定掌控。同時，調度模型的假設與計算也可能導致與實際有較大出入。

4 梯級水電站實時優化調度和經濟運行的原則

4.1 一個電源節點統一調度原則

要實現AGC/EDC的有效調控，必須遵守調度與經濟運行原則。要保證一個電源節點能夠統一調度。在對梯級水電站進行實時優化調度時，若是使用多個電源節點進行調度，會造成調度之間的矛盾不斷產生，難以對問題進行分析和解決，而使用一個電源節點，可以有效實現數據和信息的簡化，并且能夠保證數據的準確性與失效性。

4.2 安全原則

在實施梯級水電站的優化調度與經濟運行時，要注意保護水電站與機組自身的安全。梯級水電站所使用的基本都是沖擊式機組，這種機組具有轉速高、水頭高、容量大的特點，本身就具有較大的危險性，所以在運行時要注意對水位和流量的保護。同時，要對機組進行定期檢查，安裝實時監控系統，確保機組20h都在可監控范圍之內，對出現的故障要及時排查，以免出現安全事故。

4.3 經濟原則

梯級水電站的經濟運行主要就是要保障經濟的穩定。要實現這一點，就需要對江河水資源的充分利用。在對電站機組負荷調整的過程中，必須按照規定順序展開工作，而且必須保障電能質量與電能供應沒有任何故障。同時，實時監控系統需要對水位進行檢測，做到合理調節，在水位到達標準后，對水流入庫和出庫的量要控制好，有效調節水流量和水位。

5 結語

隨著我國的經濟發展越來越快，社會發展對能源的需求也越來越高。其中電能作為人們如今賴以生存的資源，其發展受到社會各個行業的高度重視，也是企業發展的必要前提。想要有效發展水電工程，就必須加強梯級水電站實時優化調度和經濟運行方案的實施，將水資源充分利用，提高發電效率，從而滿足社會要求，促進我國經濟的發展。

參考文獻

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