水电厂的发电和调峰能力探讨

水电厂的发电和调峰能力探讨
【摘要】在电力系统中，水电厂不仅能够发电，也具备调峰、调频、调相等功能，同时也发挥着填谷和备用的作用，因此，其在规划设计之初就对发电能力，尤其在用电高峰时期的发电能力，也就是调峰作用有着重要要求。

针对水电厂发电和调峰能力，笔者做了初步的分析。

【关键词】水电厂；发电；调峰
引言
在全国范围内，普遍存在电网负荷率低、高峰用电紧张以及峰谷差较大等问题，因此，调峰容量对于电网来说至关重要。

水电站技术因其具有优越的经济性，所以能够解决电力峰荷问题。

事实上，由于缺乏足够的系统调峰电源，导致在丰水期间，面对可调容量较低的情形，不得不大量弃水进行调峰。

因而，水电调峰能力的提高，是电网从电源侧解决调峰问题的重要措施，本文就水电厂具有的发电以及调峰能力展开以下探讨。

一、水电厂及其调峰作用
电力系统的实时负荷在调峰作用下达到平衡，确保了电网安全、可靠、经济地运行。

当前，我国电网面临调峰任务重、难度高等问题，作为最为理想的调峰电源，常规水电机组技术不仅具有优越的经济性，而且其启停速度快、出力变化幅值较大，以及具备运行灵活、对负荷变化反应迅速等优点。

同时，在我国电力能源中，水电具有重要地位，一些省份的水电装机容量占该省总容量的50%以上。

水电的调峰能力的提高，有助于解决调峰问题。

在实际工作中，火电厂和水电厂担负不同的任务，前者主要进行基荷操作，而后者以峰荷为主。

其中，火电厂以汽轮机发电为主，其发电、供电过程耗时较长，并网停机速度慢，对电厂工作效率和运行极为不利。

如果调峰采用火电发电，其在工作过程中需要多次开停机器，导致降低了燃煤的利用率，设备和操作也无法满足工作的需要。

与火电厂运行不同，水电厂在设备预热时，其耗时短，所需资源较少，能够迅速并网发电，有力提升了时间和资源的使用率，不仅更加环保，而且最大程度地发挥了社会和经济效益。

因此，水电厂无论从效率、操作简便性还是经济效益来说，其不仅具备调峰、调频作用，而且更能发挥灵活、高效、环保的供电效益。

二、水电厂的发电和调峰能力探讨
1.不同水电厂的存在调峰能力差异
不同的水电厂，其调蓄能力存在很大差异。

径流式电站在任意时间内的出力取决于天然径流量的多少。

由于天然径流量在一天时间内的变化不大，甚至可以
忽略其变化，因此该方式水电站无法承担调峰作用，只能完成基荷任务。

日调节水电站能够在二十四小时内改变天然径流量，以使其流量满足负荷变化，因此这种水电站能够担任一定的调峰任务，但其调峰能力较弱，原因在于可调节库容不大，在丰水期必须以基荷为主，增加其发电量。

只有在年内（季以上）、年际能够改变径流，进行重新分配的水电站，才具备长期调节能力。

此类水电站在枯水期承担峰荷任务，其供水由水库提供，而在丰水期间，其不仅能够承担基荷、腰荷和峰荷等任务，也能够蓄满水库。

但在上游来水量增大的情形下，当水电站需要进行调峰时，存在人为弃水现象，从而降低了电量效益。

2. 季以上调节水电站作用显著
在电力系统的调峰中，季以上调节水电站具有不可替代的作用，其能够在年内将水量进行分配，因此该类水电站的运行应着眼于长远，在长期调度计划的基础上，将其所确定的短期可用资源通过短期调度进而再优化分配。

因此，在规划该类水电站调峰运行时，应首先充分考虑长期计划，进而确定短期任务，最终落实到每日的实际运行中。

所谓的出力上限，是指在一定的时间段内水头下的预想出力，为使出力留有上调空间，水电站长期调峰的作用就在于控制各时段的平均出力小于出力上限。

但是，究竟应将发电出力控制在多少最有利于调峰，如何使各时段调峰能力得到长期兼顾，怎么能够避免因运行方式不当造成调峰弃水现象的发生，这一系列问题都是长期调峰研究所亟待解决的问题。

当前，水电站依旧延续传统运行模式，由各级调度部门安排其发电运行，未参与市场竞争，其原因在于水电站调峰能力有待提高，应在枯水期充分发挥其调峰能力，并对其在丰水期的能力进行深入挖潜
三、提升水电厂的发电和调峰能力探讨
1.各项影响因素协调考虑
当系统负荷产生变化时，水电机组表现出的跟踪能力即是水电机组的调峰能力，其综合体现出机组启停时间以及出力的调整速率和变化幅值等因素。

调峰能力并不取决于单一因素，而是由多种因素决定，因此，应综合描述各种因素，并将其组织起来对调峰能力进行合理优化。

此外，由于水电调峰大量弃水损害经济利益，因而对水电机组应制定相应措施，以防止弃水调峰现象的发生。

2.兴建抽水蓄能电厂
在电力系统中，抽水蓄能电厂优势明显，其不仅能够均衡电力电量，而且调峰、调相作用显著，与常规水电相比，其具备以下优点：一是具有优化、储备、改善和转换能量的能力，其在低谷时期电能抽水，在高峰时期发电，因而它不仅能够发挥调峰、填谷的作用，而且还能调频，也能够作为事故备用。

常规水电的电网调节作用显然弱于抽水蓄能电厂；二是虽然二者均有环保以及促进可持续发展的作用，但是抽水蓄能电厂的调峰能力是常规水电的一倍，而且由于常规水电不具备填谷的能力，因而无论是调频、旋转备用还是事故备用等能力，其均不敌
抽水蓄能电厂。

将水电厂改造成为抽水蓄能电厂，能够极大提高其调峰能力。

在我国电网调峰和事故备用过程中，中小型水电厂的作用至关重要。

但是，由于库容所限，其在高峰时期如果运行时间过长，将导致水库水位下降，从而阻碍了机组出力，致使水电调峰能力减弱，而处于低谷时期，又致使多余电能无法发出。

基于此情况，可以修建蓄能泵来解决问题，利用低谷时期产生的多余电能，抽下库水注入上库进行填谷，而当高峰时段，常规机组可利用储存的上库水进行发电，从而水又流入下库，该过程即是一个完整的抽水蓄能发电的过程。

3.优化调峰电价体系
与垄断性质的体制不同，随时间浮动的电价直接影响到水电站运行的管理，而电价在一年内的枯水期和汛期，一天内的峰谷时期差别巨大，因此，作为电力市场改革的重要组成，电价改革势在必行，而建设电力市场的关键在于制定科学合理的、具有可控性的电价机制。

2003年7月，《电价改革方案》经国务院批准实施，其基本思路是：电力体制和市场的改革应稳步推进，并在此基础上，明晰各电价体系环节，构建与之相应的电价形成机制。

在电力系统中，由于只对电量进行计费，忽视发电厂的容量效益，而水电厂因为承担峰荷和备用，导致损失了大量电能，因此，极大伤害了水电调峰的积极性。

目前，在发电端市场实行两部制电价结构已在全国范围内推行，这样一来，通过效益补偿，不仅维护了水电厂的发电效益，也体现出其真实的市场竞争力。

根据我国《电力法》规定，电力系统实行“同网、同质、同价”，因此，在电力市场中，应改变当前发电端市场实行的一部制电量电价，顺应“厂网分开、竞价上网”的改革方针，以确保调峰效益相对较大、调节性能良好的水电站的经济效益。

四、结语
在电力工业飞速发展的今天，随着电力市场改革的进一步深化以及电力形势的变化，对水电发电和调峰也相应提出了更高的要求，水电站要积极适应市场改革的大潮流，不仅要取得经济效益，也要充分发挥调峰作用，促进发电和调峰能力的可持续发展。

参考文献：
[1] 周小娟.水电厂的发电和调峰能力研究[J].黑龙江科技信息，2011，16
[2] 袁兵，张子平.高坝洲水电厂的发电及调峰能力分析[J].水电与新能源，2010，2
[3] 陈亚军，朱皓.基于调峰能力的陕西电网接纳风电能力分析[J].陕西电力，2011，39。