梯级水电站调度与经济运行

梯级水电站调度与经济运行
【摘要】通过研究梯级水电站群的水能和水资源利用价值，不仅是电力企业实现经济效益的有效方式，而且对国家、对社会产生重要影响。

本文以某地区河流流域的梯级水电站群为例，指出梯级水电站群联合优化调度与经济运行的注意点和执行点，并进行相应的利益性分析，希望能对水电站建设提供建设性的意见和建议。

【关键词】梯级水电站；调度；经济运行
随着市场经济的发展，水电资源优化在国家电力市场改革中的作用日益突出，而梯级水电站间存在着电力和水力联系，所以实现梯级水电站群优化调度，不仅是实现电力企业效益的一种方式，也是推动国家电力改革的重要力量，下面我们就结合某地区河流域梯级水电站群的优化调度以及其经济运行分析。

1 某河流域梯级水电站群概述
该地区的河流域形状呈扇形状，流域面积大约为2196km2，河道长约86.1km2，天然落差为2666m，共有“三库十电站”，分为八级，其总装机容量为18.9万KW，年发电量约8.7亿KWh，具有巨大的水源和水能优势，在当地，可以说是近年来生产电能资源最多的水电站了。

该流域梯级水电站八级电站之间存在着紧密联系，上级电站的发电负荷影响下一级或是更下一级，其内部控制实行计算机监控系统，由梯级集控中心统一进行监视控制，其根据八级水电站运行情况，动能条件以及安全性进行合理性调度，以最优发电运算确定八级电站的开机顺序与调度，并进行机组的控制，而由于第七级该电站的一级电站和第八级该电站的二级电站调节池的容量有限，则必须考虑溢流现象，以有效防止水源浪费，同时必须确保调节池下限水位运行，以避免造成水工建筑物事故，确保调节池的安全性。

2 该河流域梯级水电站的优化调度与经济运行
优化调度是通过水库容量调节，实现水利水电系统的目标函数，利用优化求解，使得目标函数取得极值。

由于该河流域的降水时空分布不均匀，水电站水库来年水量，以及流域内各电站的水量差比性较大，所以，在其优化调度中，其中必须考虑到水库水位、流量、电网的实际情况，以实现电、水、机的协调。

2.1 优化调度的注意点
（1）统一性调度。

由于该河流域内的梯级水电站较多，而且水电站之间的联系性较强，所以，必须针对各水库内的梯级电站，实施一个电源接点的统一性调度，以有效控制汛期的水容量，同时，这也有助于实现各级电站之间的协调性。

（2）经济性调度。

由于该河流域汛期时间较长，且水量较大，时空降水分布不均匀等特点，要求在进行调动时，必须强化时间性分布，在汛期时，电优化调度以提高水量利用率为主，以增加发电量，减少水资源浪费，而在枯水期时，由于水流量较少，一般不会产生弃水现象，则要进行水能利用，以最大化的实现梯级水库的水能和水资源利用。

加强各级水电站之间的协调，在保证电能质量的条件下，要进行区间引水，以实现水位调节和多电站机组负荷调整。

（3）安全性调度。

由于此水电站群梯级众多，而且水电站系统结构特殊，这就要求在送出路线、电站母线处进行严加控制，以降低机组时间发生，同时，加强计算机网络系统的集成性监控，及时进行梯级库容量调整，保持水位和流量与各级电站能量相适应，进行计算机监控系统事故预防和处理，根据事故类型，进行机组运行方式调整，机组安全作业。

2.2 优化调度的实施点和与经济运行
（1）该河流域梯级水电站运行特征
由于该河流域的梯级水电站较多，我们通过选择其中三个水电站的调度与经济运行情况进行分析。

从表中我们可以看出，梯级间的关系连接紧密，来水量依据上一级电站的发电负荷的同时，而且受其自身引水量影响，鉴于各级间的距离较近，联系性强烈，同时，汛期和枯水期流量变化较大，在期间水能和水源利用率较低的影响，我们在梯级水电站联合优化调度时，以时间性为主要参照进行优化调度与经济运行分析。

（2）优化调度与经济运行执行点
汛期、枯水期水库调度。

其汛期集中在6-9月，单点暴雨极为频繁，每年单点暴雨约为10-20次，将水量由东南向西北逐渐递减，而地区间年降水量相差性比值高达两倍以上，流域内年降水量平均为1092.4mm，在2010年汛期间，汛前，水电站一的梯级水库按607m控制水位，利用水力发电后，使得水库水位降低约2米，进入汛期后，第一场暴雨带来降水量约为509.7mm，使得该水库水位上升，在第三场大暴雨过后，水库水位与水库容量接近平衡，期间，进行水库调节，充分利用本水库水能进行发电，引入水电站一，二，三，实现发电量分别为3039万KWh，2376万KWh和2285KWh，而在持续性的三个多月汛期后，并进行及时引水和放水，实现各个梯级水电站间的协调性水能资源调动，以实现水能资源利用率，在这样情况下，通过水量引入或引出的方式，进一步减轻了对水工建筑物的冲击与影响，在一定程度上保证了各处水库的机组安全，以及提升了发电能量。

在枯水期时，主要进行水量运用，其关注到水资源的利用性，其中在各级电站的用水量以及发电量相差性不大。

水量调整。

通过控制水库水位的方式进行水量平衡，并根据水位进行调整电站的出力量，也促使水库水位在正常的范围内，是进行负荷调整的主要目的，若
要实现水位平衡，必须具备一定的水量平衡条件，即为收入的水量等于支出的水量、时段始末蓄水变量和流域内外交换水量的代数和，即Px=Rs+Eb+△wr+△Vn，其中Px表示时段内流域平均降水量，Rs表示出口断面流出的径流量；Eb表示时段内流域平均蒸发量，其中B为流域平均宽度（Km）；F为流域面积（Km2）；L为流域长度（Km）。

3 总结：
通过分析某河流域梯级水电站群联合优化调度与经济运行情况，我们可以看出，通过时间顺序或者是对水库水位的调整，不仅能够实现梯级水电站的发电效能，有效地利用水能和水资源，而且能够对各级电站进行有效性的控制，同时还能够对机组发电负荷控制来降低施工建筑和发电事故的发生，而从整体上看，由于该河流域的电力管理提升，其对社会和国家会创造更多效益。

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