基于集控模式的水电站运行优化研究

基于集控模式的水电站运行优化研究
发布时间：2022-09-12T07:26:27.996Z 来源：《当代电力文化》2022年9期作者：唐疆富
[导读] 随着时代的发展，水电站运行模式逐渐呈现出一些不足，如存在安全隐患、经济性不佳等。

唐疆富
中国大唐集团有限公司重庆分公司集控中心重庆市江北区 400020
摘要：随着时代的发展，水电站运行模式逐渐呈现出一些不足，如存在安全隐患、经济性不佳等。

而水电站采取的是水力发电模式，其与可持续发展理念相符，所以拥有较好的发展前景。

为提高水电站运行效率，实现其运行控制的现代化水平，水电站开始采取集控模式，且取得了较好成果。

但是，想要使集控模式在水电站运行优化方面发挥出最大效用，就需采用一定方法，所以本文就基于集控模式的水电站运行优化进行研究，以期为相关工作人员带来一定启发，实现集控模式的有效应用，并为水电站发展提供保障。

关键词：集控模式；水电站；运行方法
引言：气候变化是人类面临的全球性问题，为实现我国碳达峰、碳中和目标，需加快调整产业结构，大力发展清洁能源，由于水力发电隶属于清洁能源，与可持续发展理念相符，所以其将迎来生存与发展的良机。

但是，受一些因素的影响，我国多数水电站无法达到最佳运行状态，所以，如何解决这一问题，成为相关工作人员不得不深入思考的问题。

由于集控模式对水电站情况进行有效分析，并制定科学可行的经济运行方案，可为水电站带来更高经济效益，所以借助集控模式进行水电站运行优化成为必然趋势。

下列就此进行研究，旨在将集控模式的效用最大限度地发挥出来，为水电站运行优化提供保障，为水电站带来更高经济效益，从而为其发展奠定良好基础。

1.集控模式概述
集控模式为近年来出现的一种模式，其简单来说就是将不同流域或同流域梯级电站进行集中控制和调度，实现水资源利用最大化。

具体而言，多个电站的发电计划、负荷调整、电站间的负荷分配、水库调度由同一机构集中进行，通过优化调度、经济运行，重复利用上下游电站的库容，合理利用水资源，从而实现经济效益最大化。

2.集控模式的特点
通过远程控制系统，在各个水电站计算机监控系统的基础上，集中构建一套计算机监控系统，可实现多个水电站的远方开停机、负荷调整、操作等。

同时接入各个流域及电站的水情数据、雨量站等信息，由集控完成多个水电站的发电调度和水库调度任务。

在经济效益上，根据不同流域来水情况，可对各个电站的负荷进行二次合理分配，运行于高效率区间，降低耗水率，实现经济效益最大化；在管理模式上，可实现单人管理多个电站，极大的提高了工作效率，减少人力成本。

3.基于集控模式的水电站运行优化
在利用集控模式进行水电站运行优化，需基于水轮机制造厂家的模型综合特性数据获得机组运转综合特性曲线，并依据此制作不同水龙头下的每组机组的出力曲线、耗水率关系曲线，将其存入监控系统。

在调度通过OMS一体化调度系统将负荷曲线下达至集控中心时，集控中心依照尽可能降低，耗水率的原则对各电站相应机组接待电力负荷进行有效分配。

此外，需结合实际情况统一安排各个电站的机组检修，通过综合研判水情、气象预报、电网负荷等信息，合理安排机组检修开关，避免发生检修弃水。

最后在防洪调度上，可通过上游电站减小出流，利用上游电站水库为下游错峰，从而实现减小下游电站弃水，提高经济效益。

3.1优化运行的季节性安排
3.1.1洪水时节
洪水时节到来时，基于集控系统的水电站更具经济性。

具体而言，可基于气象预报，在洪水或台风雨到来之前，可直接向调度申请多开机满发。

如果必要的话，可选择提前开启大坝，以此达到腾出库容，接纳上游来水的目的。

同时，可依据调洪演算抓住时机及时关闭泄洪闸门，在拦蓄洪尾的同时有效提高库水位，从而达到经济运行的目的。

3.1.2平水时段
以上游来水情况及、水电站库水情况、设备健康情况为依据，采用差异性方式安排各电站的运行方式。

就贯流式机组而言，其特点为：启动准备时间较长，且在遇到外送线路跳闸时，可能会引发机组甩负荷及过速保护动作。

因此，需予以其如下安排：接待基荷。

就轴流式机组而言，其启动速度相对较快，所以可接待腰荷。

就混流式机组而言，其具有启动快、网快、正常解列快、运行方式转换相对灵活等优势，所以可参与调峰。

3.1.3枯水时节
枯水时节通常是指入冬至第二年的惊蛰，相较于其他时间段而言，这一时间段的各电站的上游来水较少。

由于电站机组隶属于机械，机械使用过程中易出现老化问题，所以，需要花费一定时间进行维修。

鉴于这段时间的机组使用率不高，所以，各电站通常会安排一部分机组进行检修维护。

此外，为确保下游河流的生态流量、基本通航功能，各电站需采用流量下泻这一方式。

因此，在此阶段，电站通常需要依据出入库水量平衡的原则进行发电。

3.2优化运行过程中的异常案例
3.2.1峡江电站机组出力大幅度波动
峡江电站机组曾在2020年6月下旬出现出力大幅度波动现象，具体而言：集控中心人员在值班过程中发现5号机组的运行状态存在问题，即出力时在15MW～39MW之间波动。

为避免其出现意外，导致水电站正常运行遭到不良影响，集控中心人员及时通知了当地值守人员。

经检查，发现该机组导叶及桨叶协联情况处于正常状态，功率模块并未发现异常，但机组主轴摆度超出正常范围，且转轮室声音异常。

在找到问题表现后，相关工作人员进行分析、讨论，决定进一步对其原因进行探究，最终发现机组进水口处的拦污栅被水库漂浮物堵塞。

在打捞、清除拦污栅的漂浮物后，机组正常运行。

3.2.2高桥电站机组出力不足
高桥电站机组于2020年七月中旬出现出力不足现象，具体而言：集控中心人员在值班过程中发现两台机组出力值低于额定值，便借助集控中心查看历史数据，通过对比发现，因机组出力无法达到额定值大大增加了含水率，无法取得最优工况。

为解决这一问题，其立即与当地值守人员取得联系，使其就机组运行状况进行观察。

在检查中发现，电站大坝自动翻转型泄洪闸门被一棵大树都卡住，无法自动复位
关闸，所以，库水位始终无法到达正常水位。

因此，当地值守人员立即对树兜进行了清理。

清理完毕后，泄洪闸门自动复位关闭。

三天后，水库水位达到正常高度，且原先表现出出力不足的两台机组皆可达到额定值。

结语：综上所述，可以看出，水电站有着较好的发展前景，而集控模式的应用可为水电站运行提供经济性方案，为其带来更高经济效益，从而推动水电站的发展。

所以，基于集控模式进行水电站运行优化成为必然趋势。

而且，随着时代的发展，集控模式将会引入更加先进的技术，为水电站运行优化提供便利，所以相关工作人员需做到与时俱进，不断学习知识，提高自身专业水平，以适应今后的岗位需求，并做到具体情况具体分析。

如此，便可将集控模式的效用最大限度地发挥出来，为水电站运行优化提供保障，为水电站带来更高经济效益。

参考文献
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