流域梯級水電站集控運行工作研究

汪紅星

（國家能源集團迪慶香格里拉發電有限公司，云南 迪慶 674402）

0 引言

流域性作為水能資源中比較大的特點，通過對梯級水電站實現集中控制，實現對水能資源的高效運用。作為一種先進、新型、高效的具有流域性特點的電力生產運轉形式的梯級水電站[1]，在這個模式下，可以保證中心城市對邊遠地區水電站實現遠程控制，進而為較為邊遠地區的水電站順利實現無人值班的目的帶來重要條件，最大程度上對流域梯級水電站的水量實現統籌運用目的，得到更加顯著的經濟與社會效益。近年來，想要增加流域水資源利用率，將梯級水電站所具備的作用發揮出來，獲得較高的經濟效益，支持國家節能發電的政策，國家當中不同流域內部水電開發公司，積極主動研究水電站集控運轉模式，構建起集控中心或者調度水庫的機構，實現集中控制流域梯級水電站[2]。即便在運行管理中實際情況有所不同，集中控制的實施程度也各不一樣，可實質上都是建立起流域梯級集中控制作為目標的統一管理運行體系，在進行籌建實施過程中，做好統一規劃設計工作、實現分布實施，在具體運轉管理當中獲得良好的完善與提高。

1 流域梯級水電站集控運行的內涵

流域梯級水電站集控運行就是流域水電開發公司為了最大程度上挖掘出梯級水電生產的潛力以及效益，把歸屬于相同流域的水力緊密聯系的水電站，構成梯級水電站群體[3]，通過不同水庫不同水文和庫容特性，轉變具備調節能力水庫以及電站的運轉方法[4]，利用梯級水電站利用水資源，加強總體梯級的供電效果，發揮出水資源的綜合效益，統一組織各個梯級水電站生產與管理，獲得最高的經濟效益。

流域梯級水電站的集控運行包含如下兩個方面的內涵：第一，梯級之間緊密聯系，作為不能割裂的一個整體，必須展開集控運行[5]；第二，水量以及電力調度作為互動關系，要保障最優化的方案、最高的效益，一定要讓水與電結合起來，發布集控運行指令[6]。梯級水電站集控運行作為實施水量、電力聯合調度運行的基礎，能夠獲得更高綜合效益的保證。

2 流域梯級水電站集控運行體系

2.1 組織體系

為了能夠集控運行流域梯級水電站，需要梯級電站群體構建起集控機構，針對外部統一接受部門的調度指令，針對內部統一負責防洪、發電等調度指令。不一樣的梯級電站與流域集控機構，構成網絡聯系，從而實現調度、通信以及監控的功能，對流域調度中心的指令完全接受，從而由梯級監控系統來實現。作為企業當中新型職能單位的流域梯級調度機構，其出現定然會讓企業原本組織結構、電力生產組織管理關系產生改變。推行流域梯級集控運行還能有效幫助企業員工改變工作內容、制度、地點。

2.2 管理模式

過去的落后的電力體制下，電網公司負責機組的發電調度工作，企業的發電設備是否安全、是否可靠、是否穩定、投運效率是否良好，成為考核電網單位的重要指標。所以發電企業將中心工作放到維修、檢修發電設施，提高水工建筑物的完整程度上，從而建立起以電廠設備的完好程度作為中心的生產管理系統，從而，發電企業水庫調度，給電網的運行調度、企業生產組織指揮機構起到謀劃作用，讓水電企業生產管理模式變得更加“重電，輕機，不管水”。而流域梯級水電站的集控運行需要改革發電企業原本的生產管理體質，發電企業中心工作不單單局限在確保設備的完好可靠程度，還需要追求最大化的綜合效益。流域集控機構已經變成流域開發公司生產調度控制以及生產信息的中心。總體的生產過程如下：首先準確預測來水過程，達到防洪要求、綜合運用水資源的要求下，結合調度編制計劃，電網企業講調度計劃進行批準之后來組織實施。調度當中要一定堅持“水電互動，方案最優”的這一原則[7]，綜合實際水情預測方法、水庫綜合運用方式，初步確定好梯級水電站發電負荷、機組運轉方式，綜合電網負荷需要、水電站機組具體情況，按照調度決策系統，參照防洪、航運條件，把最優的水庫、發電調度方案確定到位。想要讓水調、電調更良好的銜接在一起，避免無用的溝通，進一步提高實時調度的應急響應效率，實施水庫和發電調度一同平臺值班的模式。

2.3 運行方式介紹

集中遠程管理水庫、電站實現流域梯級水電站的集控運轉目的。水庫與電站信息集中到流域集控機構，轉變集控運轉的決策參考。結合梯級電站建立起遠程集控生產模式，實現對流域梯級水電站的集控運行目的。此種模式下，梯級電站要受到集控機構的統一調度指令，大大減少現場工作人員的數量，更有甚至產生無人值班的模式，節省企業的人力成本。面對遠程集控生產模式來說，是否有著先進且可靠的提及調度業務系統會直接影響梯級電站集控。為了能夠有效實現遠程集控的模式，需要構建起較為完善、現代化的自動化系統。流域梯級集控系統屬于較為重要的生產調度管理系統，對接電網調度系統，此系統與電網規范與規程相符合，并且，電網要保證調度自動化系統的安全穩定可靠程度，要確保流域梯級集控系統滿足這一需要。而且，流域梯級集控系統需要緊密聯系企業內部的生產與行政體系，在講梯級自動化調度能力有效確定后，綜合考慮生產調度關系。

3 流域梯級水電站集控運行效益

3.1 提高水資源利用效率

針對相同流域中的梯級水電站實現集控運行，能夠提高這一流域當中水資源的利用率，在這一流域當中的水電站構建龍頭調節水庫。此水庫具備調節功能，通過梯級水電站協調運轉的前提條件下，水庫發揮出良好的調節效果，提高梯級水電站水資源利用率。此水庫發揮調節作用具體流程即汛期來臨，先將其他小水庫蓄滿，最后是龍頭水庫，汛期結束，從龍頭水庫最先開始加大發電強度，對其他小水庫提供補給，利用這一調節方式降低其水量，確保旱季時期水電站發電能力，總體上提高流域內水電站對水資源的利用率。

3.2 提升流域內的防洪有效性

過去的單庫洪水調度下，不同流域的電站分別進行降水、來水的采集，所以不同電站不能及時對信息進行共享。一般上游的水庫開閘以后，下游的電站要在幾個小視后才會得到信息，由于上級電站無法及時把來水情況告知下級電站，因此，一旦水庫調節性能弱，無法展開預先操作。為了保證大壩安全性，非常可能出現河道水位突然上升或者是下降的現象，嚴重危及到下游河道的安全與周圍居民的生命財產安全。流域梯級水庫與防洪調度進行緊密聯合，綜合不同梯級水庫的調節作用，發揮出大型水庫、龍頭水庫的優點，集控中心負責來統一調度洪水，全面對上下游的影響因素實現考慮，結合不同水庫的情況，動態控制汛期水位，針對洪水實現預泄、攔尾，還能實現錯峰、削峰的調度目標[8]。并且，變化上游當中水庫的運行模式，結合不同電站實現靈活停機操作步驟，面對可能出現棄水現象的水庫，做好錯峰調度工作，有效對不同水庫之間蓄洪關系實現處理，不影響水電站防洪安全的基礎上，做好集控運轉，加強總體流域梯級水電站所具備的防洪效果。

3.3 推進電力體制改革

伴隨著電力體制改革形式的逐步明晰，廠網公開和競價上網逐步實現，電網針對電力調度，從以往微觀管理過渡到宏觀控制，對于不一樣的發電公司展開的電力調度，采用總負荷曲線控制模式，讓各發電公司電力調度管理變得更加靈活多變。對于水電廠的水庫調度任務來說，不再單純是防洪與調度，企業需要與市場經濟規律相結合，針對防洪、發電以及航運實現協調控管目的，通過水庫，采用水位的允許變化幅度，制定出統一梯級電站發電計劃，減少水量消耗，獲得最高的電力生產效益。與此同時，面對梯級樞紐發電調度與檢修工作計劃進行有效優化，滿足電力市場提出的機組、負荷控制的需求。隨著電力體制改革的深入，要順利建立起電力交易實時競價體系。競價上網直接對電量合同與電價協議的簽署產生重要影響。為了適應這一改革需要，保持主動狀態，流域梯級電站要利用水電聯合優化調度的方式，水電結合實時調度。實時調度能夠充分掌握水情信息，提高售電以及發電的能力，結合電力市場的動態信息以及未來水質情況，將發電計劃做到位，讓運轉方法變得更加理想，進一步提高開發水電等可再生清潔能源的競爭實力。

4 結語

總之，現如今的流域梯級水電站建設速度的不斷提高，開始朝著流域梯級集控運轉的方向改變。利用流域梯級集控運轉方式，有效減輕電站工作人員的壓力，逐步變化為無人值守的模式，節省人力資源成本，提高工作效率。并且，還能有效增強流域內防洪能力。另外，科學合理對不同電站的發電負荷實施分配，顯著提高流域當中資源的綜合使用率。結合流域梯級電站進行集控運轉，節省資源、環保，還能實現節能減排的目標，貫徹落實科學發展觀念，助力社會經濟持續健康良好發展。所以，一旦具備充足的條件，就需要大力發展、積極實現流域梯級電站集控運行方式。