大渡河流域梯級水電站集中控制運行實踐

摘 ?要：近年來，隨著經濟社會快速發(fā)展及低碳環(huán)保等工作需要，我國加快了水電開發(fā)的步伐，特別是對金沙江、瀾滄江、雅礱江及大渡河等越來越多的大型流域進行著流域梯級滾動開發(fā)。本文結合大渡河流域梯級水電站開發(fā)現(xiàn)狀，主要介紹了梯級水電站集中控制運行管理模式在國能大渡河公司的應用實踐，并分析了運行意義和效果，以供同行參考。

關鍵詞：大渡河流域;集中控制;實踐;意義

引言

國能大渡河流域水電開發(fā)有限公司是國家能源集團所屬最大的集水電開發(fā)建設和運營管理于一體的大型流域水電開發(fā)公司[1]，公司負責大渡河干流17個梯級電站的開發(fā)，總裝機容量約1760萬千瓦（不包含大渡河流域以外電站）。目前已投產電站有龔嘴、銅街子、瀑布溝、深溪溝、大崗山、枕頭壩一級、猴子巖、吉牛、沙坪二級等9個流域電站，總裝機容量1133.8萬千瓦。投產裝機容量約占四川統(tǒng)調水電總裝機容量的四分之一，是四川電網的主力調峰調頻電源。在建電站有金川、雙江口、枕頭壩二級、沙坪一級4個電站，總裝機352萬千瓦;前期籌建項目有安寧、巴底、丹巴、老鷹巖一級、老鷹巖二級等5個項目，總裝機290萬千瓦，形成了投產、在建、籌建穩(wěn)步推進的可持續(xù)發(fā)展格局，為四川經濟發(fā)展和西電東送提供保障。為了對公司所屬的大渡河流域梯級電站實施水電聯(lián)合優(yōu)化調度，充分利用流域水能、設備及人力資源，創(chuàng)造更大發(fā)電經濟效益，特在成都設立集中控制中心，對流域梯級水電站實施集中控制運行。

1.集中控制梯級電站簡況

1.1已投產電站

龔嘴水電站位于四川省樂山市境內，裝機容量為77萬kW，設計年發(fā)電量34.2億kWh。首臺機組于1971年12月投產發(fā)電，1978年全部投產。銅街子水電站位于龔嘴水電站下游33公里處，裝機容量為70萬kW，設計年發(fā)電量32.1億kWh。首臺機組于1992年10月投產發(fā)電，1994年12月全部投產。瀑布溝水電站位于四川省雅安市境內，總裝機容量360萬kW，設計多年平均發(fā)電量147.9億kWh。水庫總庫容53.9億m3，具有不完全年調節(jié)能力。首臺機組于2009年底投產發(fā)電，2010年全投。深溪溝水電站是瀑布溝水庫的反調節(jié)電站，總裝機容量66萬kW，年發(fā)電量32億kWh。首臺機組于2010年投產發(fā)電，2012年全投。大崗山水電站位于四川省雅安市境內，電站裝機容量260萬kW，設計年發(fā)電量114.5億kWh。首臺機組于2015年投產發(fā)電，2016年全投。枕頭壩一級水電站位于四川省樂山市境內，電站裝機容量72萬kW，設計年發(fā)電量32.9億kWh。首臺機組于2015年投產發(fā)電，2016年全投，略晚于大崗山工程建設。猴子巖水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內，電站裝機容量170萬kW，具有不完全季調節(jié)性能，設計多年平均發(fā)電量70.15億kWh。2017年實現(xiàn)全部4臺機組投產發(fā)電。吉牛水電站位于四川省甘孜藏族自治州丹巴縣境內，電站裝機容量24萬kW，設計年發(fā)電量11.8億kWh。2013年2臺機組全部投產發(fā)電。沙坪二級水電站位于四川省樂山市境內，電站裝機容量34.8萬kW，設計年發(fā)電量16.1億kWh。首臺機組于2018年投產發(fā)電，2019年6臺機組全投。

1.2在建電站

金川水電站裝機容量為86萬kW，設計年發(fā)電量35.4億kWh。雙江口水電站裝機容量為200萬kW，設計年發(fā)電量77.1億kWh。枕頭壩二級水電站裝機容量為24.6萬kW，設計年發(fā)電量12.2億kWh。沙坪一級水電站裝機容量為33萬kW，設計年發(fā)電量15.3億kWh。

1.3籌建電站

籌建電站包括裝機容量為38萬kW的安寧水電站，裝機容量為72萬kW的巴底水電站、裝機容量為120萬kW的丹巴水電站、裝機容量分別為22萬kW和27萬kW的老鷹巖一級、二級水電站。

2.梯級電站集控中心建設情況

2000年大渡河公司成立后，主要以已建成的龔嘴、銅街子水電站做為母體，對大渡河流域干流水電資源實施開發(fā)、利用。為更好地實現(xiàn)公司所屬大渡河流域梯級電站的優(yōu)化調度、推進節(jié)能發(fā)電運行工作，確定在四川省會成都設立流域梯級電站集中控制中心（簡稱集控中心）。

集控中心從2006年開始籌建，經過相關人員不懈努力進行系統(tǒng)建設和各項調試及設備遠方控制試驗，于2008年底正式對已接入的龔嘴電站和銅街子電站設備進行生產運行遠方實時監(jiān)視和控制操作，代表所接入的各電站與省調進行調度業(yè)務聯(lián)系，負責接受省調下達的各項調度指令并正確執(zhí)行。隨著瀑布溝、大崗山等后續(xù)電站的開發(fā)投產并接入，目前集控中心已接入9座電站41臺機組，裝機容量1133.8萬kW，是四川電網內控制規(guī)模最大的流域水電集控中心。

3.集中控制運行實施過程

3.1設備自動化改造期間

伴隨著電站設備自動化改造的深入和流域集中控制運行管理工作的開展，梯級電站運行人員數(shù)量、素質及運行管理的模式都在發(fā)生著極大的變化。

在實施集控自動化改造以前，已投運的龔嘴電站和銅街子電站完全獨立運行管理，是龔電總廠下屬的兩個相對獨立的二級機構。各電站電力運行值班分為機械、電氣及大壩運行，水庫調度則由水工部門獨立管理，沒有統(tǒng)一指揮。存在著人員多、管理不集中、學習不全面的缺點。隨著設備自動化改造，龔嘴和銅街子兩站運行值班開始施行“機電合一”運行管理模式，運行人員不分專業(yè)，全能值班。人員數(shù)量減少到銅站93人、龔站147人。經過這次整合，運行人員面臨著不加強電氣和機械（含大壩）的學習就可能被淘汰的危險，所以學習的積極性得以提高，運行技術的全面掌握程度較以前有了明顯的“質變”，人員專業(yè)素質普遍提升。

3.2集中控制運行模式的嘗試

在銅站計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造完成后，總廠將龔銅兩站運行管理進行合并，成立了發(fā)電部，并通過對兩站運行人員考試、考核選拔組建了集控班和銅站值守組。將龔銅兩站運行管理及值班人員從240人減到167人，其中值班人員銅站24人、龔站108人、沙灣集控中心22人。集控中心人員經過3個月對龔、銅站設備的強化培訓學習，于8月開始了對銅站設備進行監(jiān)控，至此銅站開始實施了“無人值班”（少人值守）、集中控制模式。

2004年8月，龔站設備自動化改造基本完成，經四川省電力公司調度中心批準，沙灣集控中心正式對龔嘴和銅街子兩座梯級電站進行遠方集中控制運行，兩座電站現(xiàn)場實施了“無人值班”（少人值守）運行管理模式。運行人員也經過兩次大的精減，由167人減少到99人（部門管理和對外借調支援人員共計24人，兩座電站現(xiàn)場及沙灣集控實際運行值班人員僅75人）。

3.3集中控制運行模式的正式實施

2008年12月，成都流域集控中心建成并投入運行，龔嘴和銅街子電站所有設備的監(jiān)視和控制權同時移交，主要包括監(jiān)盤、開停機操作、倒閘操作、負荷調整、溢流門孔操作、水電聯(lián)合調度及對外聯(lián)系等工作。集控中心實行五值三運轉值班方式，水、電調度人員共18人;龔站值守組40人（負責上廠和下廠），銅站值守組20人，均采用兩組大倒班的值守方式，每班連續(xù)值守7天。值守人員主要負責現(xiàn)場設備巡檢、辦理工作票、配合檢修做好現(xiàn)場安全措施及事故處理等工作。值守期間，除工作票辦理需2人值守外，其余人員作為一級ON-CALL人員在公寓休息待命。

從瀑布溝、深溪溝電站開始，流域后續(xù)電站建成投運時，均采用現(xiàn)場運維合一，遠方集中監(jiān)控運行的模式，人員配置精簡高效。

4.集中控制運行的意義

4.1大渡河流域梯級電站集中控制運行是國家大力發(fā)展低碳經濟的需要，尤其是在黨中央提出“碳達峰、碳中和”目標的背景下意義更為明顯。

作為清潔可再生能源的水電開發(fā)在優(yōu)化能源結構、實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展和應對氣候變化上具有十分突出的戰(zhàn)略意義。大渡河流域梯級水電站全部開發(fā)建成后，在汛期，具有調節(jié)能力的瀑布溝、雙江口等電站在保證龔嘴等徑流電站滿發(fā)的前提下，可攔蓄部份洪水，使水庫增加蓄水。在枯水期，可加大具有調節(jié)能力電站的出力和下泄流量，提高下游水電站的出力和發(fā)電量，可增加整個水電站群總的出力和發(fā)電量。據(jù)測算，通過流域梯級聯(lián)合調度、集中控制，多年平均發(fā)電量將由單獨調度運行的1057億kWh提高到1123億kWh，約減排二氧化碳698萬t，相當于年節(jié)約標煤280萬t，節(jié)能和環(huán)保效益顯著。

4.2大渡河流域梯級電站集中控制運行有利于流域多業(yè)主電站聯(lián)合調度。

大渡河干流規(guī)劃“3庫22級”開發(fā)，因科學發(fā)展等諸多因素制約，導致開發(fā)時序不一致，開發(fā)業(yè)主不統(tǒng)一，對大渡河天然徑流產生不同程度影響，給梯級防洪、發(fā)電等均帶來不利影響。建立集中控制運行開展統(tǒng)一調度指揮、統(tǒng)一對外協(xié)調平衡，可充分利用各電站的有效庫容，根據(jù)梯級電站的機組運行特性及蓄水調節(jié)特性，合理調整各個電廠的發(fā)電計劃，優(yōu)化或均化大渡河天然徑流過程，從時間和空間上解決梯級電站水資源分布不均的問題，有利于實現(xiàn)水資源的充分利用并保障梯級電站安全穩(wěn)定運行。

4.3大渡河流域梯級電站集中控制運行是社會經濟效益最大化的需要。

實現(xiàn)流域梯級統(tǒng)一調度、集中控制和科學合理的優(yōu)化調度配置，將大大提高流域的防洪標準、經濟效益、枯水期供水能力及發(fā)電能力，保障各梯級電站發(fā)電、防洪、引水等功能的穩(wěn)定運行，從而創(chuàng)造巨大的社會效益和經濟效益。以龔嘴、銅街子電站為例，通過瀑布溝的調節(jié)及運行方式，可將龔嘴廠房防洪標準由50年一遇提高到100年一遇，同時又可增加龔嘴、銅街子電站保證出力215 MW，增加枯水期發(fā)電量7.8億kW·h，同時也增加枯水期供水約39億m3。

4.4大渡河流域梯級電站集中控制運行是一種先進、新興、高效且具有流域特點的電力生產調度模式[2]。

梯級電站集中控制運行使各梯級電站的調度運行工作得到進一步優(yōu)化，有效節(jié)約人力、物力以及系統(tǒng)投入，充分發(fā)揮電站設備、技術、人力、資金等各方面的優(yōu)勢，降低運行成本。

5.結語

大渡河流域梯級水電站集中控制運行實踐，是我國流域梯級電站群聯(lián)合調度管理的一次成功探索與應用。在它投運后，不僅提高了水能綜合利用率，優(yōu)化了流域電站發(fā)電效益，改善了流域生態(tài)環(huán)境，還迎來了包括雅礱江集控中心、三峽成都集控中心以及新疆吉林臺流域集控等行業(yè)同類單位實習、交流，對國內其他流域電站集中控制的研究和發(fā)展產生積極而深遠的影響。隨著流域水電開發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展，大渡河流域梯級電站群聯(lián)合調度的目標也將在新的探索中被不斷刷新、不斷超越，最終實現(xiàn)“流域統(tǒng)一調度”的宏偉目標[1]。

參考文獻：

[1]向進，唐勇，楊忠偉.大渡河流域梯級電站集控中心建設與運營[J].水力發(fā)電，2010，（6）.

[2]王雅軍.流域梯級電站集中控制運行模式探討[J].水電與新能源，2013，（4）.

作者簡介：

尤渺（1973—），男，高級工程師，工程碩士，長期從事水電廠運行及集控中心調度管理工作。

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