思林發電廠綜合耗水率主要影響因素分析及對策

侯光強

(貴州烏江水電開發有限責任公司思林發電廠，貴州 思南 565109)

0 引言

貴州烏江水電開發有限責任公司思林發電廠位于烏江中游的貴州省思南縣境內，屬烏江梯級開發的第6級，于2009年年底投入運行，在電網中主要承擔調峰、調頻和事故備用。電站同步建設有5 000 kN級單級垂直升船機。上距構皮灘水電站89 km，下距沙沱水電站115 km。

思林發電廠正常蓄水位為440.00 m，汛限水位為435.00 m，死水位為431.00 m，總庫容為15.93億m3。電站裝機容量為4×262.5 MW，單機額定流量為443 m3/s，綜合額定耗水率為6.07 m3/(kW·h)，貴州烏江水電開發有限責任公司下達的對標綜合耗水率為5.90 m3/(kW·h)，前5年平均綜合耗水率為5.86 m3/(kW·h)。

思林發電廠汛期調度運用計劃審批單位為長江防汛抗旱總指揮部，調度權限為：當水庫水位高于防洪限制水位或烏江貴州省境內需要進行防洪調度時，由貴州省人民政府防汛抗旱指揮部負責調度，報長江防汛抗旱總指揮部備案；當需要配合三峽水庫分擔長江中下游防洪任務時，由長江防汛抗旱總指揮部負責調度。

1 主要因素分析

1.1 外部因素分析

1.1.1 上下游水庫關系

思林發電廠上游為構皮灘水電站，下游為沙沱水電站。構皮灘水電站裝機容量為5×600 MW，為年調節水庫，在上游洪家渡、烏江渡水電站的配合下，具備多年調節能力；下游沙沱水電站裝機容量為4×280 MW，為日調節水庫。

自2015年年底起，包含構皮灘、思林、沙沱水電站在內貴州境內烏江梯級水電站，均由貴州烏江水電開發有限責任公司水電站遠程集控中心進行機組啟停、負荷調整、防洪調度等遠程操作，可更好地開展梯級電站調度優化工作。

1.1.2 區間流域情況

隨著區間流域居民生產生活條件的大幅度改善，鄉村道路硬化、村鎮集中連片建設等導致下墊面條件發生了一定變化，影響降水的產匯流分析，對區間流域小洪水預報精度產生較大影響。

1.1.3 生態流量情況

思林發電廠下游河段航運業繁榮，船舶眾多，樞紐工程同步建設有5 000 kN級垂直升船機工程。為確保水生態繁衍和通航安全，生態流量不得低于193 m3/s。

1.2 內部因素分析

1.2.1 機組檢修間隔調整

為提高機組運行穩定性，特別是貴州烏江水電開發有限責任公司水電機組大修間隔調整為運行8萬h等標準出臺后，對機組的安全穩定要求更高，機組應盡可能在最優工況下運行。

1.2.2 機組負荷變幅

思林發電廠在系統中的作用是調頻、調峰和事故備用，機組需要長時間投入自動發電控制(AGC)，自動電壓調控系統(AVC)，機組自動調整有功、無功負荷，負荷變幅大，開停機頻繁。

1.2.3 單機運行工況

思林發電廠廠房在右岸地下，總體布局與河流方向有約45°的夾角，機組引水發電系統布局為單機單洞，即每臺機組對應一條引水隧洞、尾水隧洞，這就導致4臺機組引水系統長度不一致，水頭損失也不一樣，加之機組制造、安裝存在細微差異，導致機組間水耗也不一樣。

2 控制對策

2.1 水庫水位動態控制

貴州烏江水電開發有限責任公司委托具備資質的單位開展了構皮灘、思林、沙沱水庫的水位動態研究工作。充分利用構皮灘水電站的水庫調節性能，在不降低下游保護區域的設防標準和不增加工程安全風險的前提下，制訂了科學的汛期限制水位動態控制目標，并得到上級調度機構的批復。

在充分分析未來水雨情及泄洪風險后，經貴州省人民政府防汛抗旱指揮部及長江防汛抗旱總指揮部批復同意，汛期6—8月水位可適當抬升至不超過438.76 m運行，抬高機組的運行水頭，降低耗水率。如預判未來有有效降雨，及時協調電網公司，通過發電等方式消落水位，確保不降低水庫的防洪性能。

編制年度水電優化調度水位控制計劃，其中6—8月的目標水位控制在434.50 m以上，其他時段控制在439.00 m以上。發現水庫水位低于目標值時，及時建議上級調度機構抬升庫水位運行，以提高機組運行水頭。

2.2 提高區間流域小洪水預報精度

全面摸排思林區間流域的小水電特性，掌握其庫容曲線、泄流曲線、機組特性等參數。建立小水電汛情報送機制，在有條件的小水電站設置水庫水位遙測裝置，動態掌握小水電站水庫水位，逐步開展小水電站洪水預報研究。優化區間流域洪水預報模型，提高區間流域小洪水預報精度，保證水庫精準調度。

2.3 通過基荷發電保證生態流量

為充分利用水資源，思林發電廠積極與電網公司調度部門溝通，達成機組避開振動區帶電網基荷運行的意見并嚴格執行。機組避開振動區運行后發電流量約300 m3/s，滿足出庫流量不低于193 m3/s的生態流量要求；同時，協調電網公司避免負荷低谷期間調停全站機組，避免出現通過泄洪來保證生態流量的事件，提高水資源的利用率。

2.4 分析機組優先開機順序

根據機組引水發電系統水頭損失情況，充分分析機組負荷-超聲波流量-導葉開度等關系，參考機組振動區運行工況，對比機組歷次檢修情況、機組運行缺陷特征和頻次等情況，得出了均衡開機前提下的機組開機運行順序，并建議上級調度部門遠程操作時執行。

2.5 機組在高效率區運行

充分尊重科學規律，配合電網公司開展不同水頭情況下的機組振動區測試，并結合機組運行工況，調整機組振動區，盡可能降低AGC調節范圍，確保機組處于高效率區運行。

3 取得的成績

(1)通過分析不同機組特性，協調機組在高效率區、低振動區運行，降低機組故障概率，進而延長機組計劃性檢修間隔，降低維護費用。

(2)優化區間流域洪水預報模型，開展梯級水電站聯合調度，便于上級調度部門實行精準調度，提高中小洪水預見期，為下游保護區人員搶險及撤離提供寶貴時間，避免或減少洪水對沿江人民的影響。

(3)依托動態水位控制，攔蓄洪尾；后期通過機組發電降低庫水位，達到多發電的目的。2017年全年累計發電33.403 1億kW·h，發電用水191.827 9億m3，耗水率為5.74 m3/(kW·h)，比額定值低0.33 m3/(kW·h)，比貴州烏江水電開發有限責任公司下達的對標值低0.16 m3/(kW·h)，節水增發電9 300 kW·h，經濟效益明顯。