恰海水电站汛期电力优化调度研究.pdf

广西水利水电 G X WA T E R R I S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 2 ( 4 ) 工程管理 恰海水电站汛期电力优化调度研究 宅 ( 新疆伊犁河流域开发建设管理局 ， 乌鲁木齐8 3 5 4 0 0 ) 【 摘要】 根据水库优化调度理论 ， 结合工程实际， 通过水情测报系统有效的水文预报， 从汛期降低汛限水位， 重复利 用兴利库容的角度出发， 对恰海电站电力调度方式进行了分析研究 ， 经过实际应用， 优化后的调度模式在增加发电 的同时有效地提高了水库的防洪能力。 【 关键词】 汛限水位； 电力调度； 水库调度； 恰海水电站 中图分类号】 T V 6 9 7 1 【 文献标识码 B 【 文章编号 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 7 2 0 3 1 概 述 恰海水 电站是 以灌溉为主 ， 兼顾防洪与发电的 综合性大型水利枢纽 ， 是典型的省网直调电厂， 在 电网中承担系统调频、 调峰、 事故备用任务， 主汛期 基本按径流发 电， 弃水量较大， 水量利用率仅为 6 5 9 。分析原因， 主要是水电分离 的调度使得 “ 水” “ 机” 很难有机兼顾， 水力发电企业缺乏一定的 灵活度 ， 难以根据来水 的变化对机组运行方式 、 负 荷进行合理的组合与分配， 不能将灌溉、 发电、 防洪 有机的结合 ， 本文主要从合理利用汛期水量 的角度 出发 ， 通过降低汛限水位 ， 重复利用兴利 库容 的方 法 ， 对汛期电力的调度模式进行 了研究。 2电力调 度优 化研 究 2 1问题概化 恰海水库运行初期 ， 按照设计的调度规则 ， 主 汛期 严格按 照汛限水位 控制 ， 电站基 本按径流发 电 ， 由于水位控制 比较严格 ， 入库流量超过机组满 发所需流量时 ， 水库被迫开始弃水 。恰海电站所处 的河流为典型的融雪性河流 ， 入库流量一 日一峰特 征 明显 ， 日际流量平均变幅较大 ， 通过近 6 年的运行 表明， 汛期平均弃水量占来水量的3 4 ， 尤其在主 汛期连续弃水时间较长， 来水偏丰年 ， 月弃水时间 达到了2 0 d ， 水量利用率较低， 造成水资源极大的浪 费， 分析原因， 主要是恰海电站在汛期基本将水库 水位保持在汛限水位附近运行 ， 这种调度模式 的弊 病是在水库来水量大于机组满负荷发电流量时 ， 水 库被迫弃水 ， 如何利用动态汛限水位对水库径流调 节提高水库水量利用率具有重要意义 。 2 2 降低汛限水位 。 重复利用兴利库容 水库保持汛限水位运行 ， 在 出现理论弃水前加 大机组 出力将水库水位消落 ， 利用消落水量可以增 加发 电量 ， 水库在消落过程 中水头变小 ， 引起 电量 损失 ， 但水库通过耗用蓄水量增发的电量， 可以在 一 定时间内抵偿水头变小引起的电量损失 ， 在这段 时间内将水库回蓄到汛 限水位 ， 就可 以达到利用弃 水量多发 电的 目的。一般 消落水位控制在理论弃 水量刚好能 回蓄到汛 限水位时 ， 水库水量利用率最 高。将恰海电站按照每隔一米为一个梯度计算蓄 能电量一 发电流量一 抵偿时间关系( 见表 1 ) 。 表 1 蓄能电量一 发电流量 抵偿时间关系表 项 目 一 9 9 5 0 9 9 40 9 9 5 0 9 9 30 9 9 5 0 9 9 2 0 9 95 0 9 91 O 从表 1 可以看出， 水位消落越低， 抵偿时问越 短 ， 由于恰海水库在来水超过 4 4 0 IT I s 时 ， 汛期按照 径流发电时就发生弃水 ， 当发电流量不大于4 4 0 m s时， 其抵偿时间均大于1 2 5 d ， 也就是说水库在降 低到9 1 1 m运行后在 回蓄到 9 9 5 m的 1 2 5 d 时间内， 不会 因为水头的减小而使电量损失 ， 根据几年的运 行情况分析 ， 即使在 2 0 0 8 年枯水年 ， 水库持续弃水 【 收稿 日期】 2 0 1 2 0 4 2 5 作者简 介 石启 中( 1 9 7 6 一 ) ， 男 ， 甘肃甘谷人 ， 新疆伊犁河流域开发建设管理局工程师 ， 学士 ， 主要从事水库运行 管理工作。 7 2 广西水利水 电 G X WA T E R R I S O UR C E SH Y D R O P O WE R E N G I N E E R I NG 2 0 1 2 ( 4 ) 的时间也在 2 0 d 左右 ， 这为水 库 的回蓄创造 了条 件。实际应用中预报有洪水时， 当水位高于最佳消 落水位时加大机组出力将水位降到理论蓄水位来 计算发 电量 ， 用 2 0 1 1 年汛期来水过程计算设计发 电 量 为 5 0 l 1 0 k W h而 优化 后 的发 电量 为 5 2 1 1 0 。k W h ， 优化后汛期可增发电量 0 2 亿k w h 。根 据 0 3 5 ： k W h 的上网电价计算， 汛期直接效益7 0 0 万 元 。 2 3 电力调度方式 汛期以理论计算发 电量最大为原则 ， 结合防洪 和灌溉要求， 充分考虑水情预报的精度和电网的实 际情况以及水库的回蓄能力 ， 制定以下电力调度 规则： ( 1 ) 6月 ， 遇 丰水 年最低优化水 位不得低 于汛 限水位以下3 m， 其余年份不得低于2 m控制； ( 2 )7 月 ， 遇 丰水 年最低优化水 位不得低 于汛 限水位以下2 m， 其余年份不得低于 1 m控制； ( 3 )8 月 ， 遇 丰水 年最低优化水位 不得低于汛 限水位以下 1 m， 其余年份不得低于0 5 m控制。 3 电力调度优化后 对 防洪的影响 由于电力调度优化后降低 了洪水的起调水位 ， 水 库水位每下 降 1 m， 增加 防洪库容约 5 0 0 0万 n l ， 提高 了防洪标准 ， 对上下游都极为有利 。如 2 0 1 0 年 水库遭遇到 2 0 年一遇的洪水标准 ， 由于提前加大负 荷发 电 ， 预腾库容 ， 增 大防洪 库容 8 0 0 0 万 I n 。 ， 此次 洪水过程削峰率6 1 1 2 ， 确保了下游的防洪安全 ， 1 9 9 9 年 同量级 的洪水对下游造成损失约 2 0 0 0 万元 左右 ， 由此可见 ， 发 电优化调度后不仅增发了 电量 还提高了防洪能力。 4 优化后 的风险分析 降低汛限水位 ， 重复利用兴利库容后的风 险主 要有 ： 提前加大负荷增加发电流量若与下游支 流洪水相遇 ， 加重了下游负担 ； 洪水预报不准 确 ， 给水库的回蓄带来 困难。 根据 1 9 5 8 2 0 0 0 年历史洪水分 析 ， 就年最大时 段洪量而言 1 、 3 、 5 、 7 、 1 5日时段洪量以防洪断面与 恰 海 水 库 、防 洪 断 面 支 流 同 时 遭 遇 程 度 在 7 6 9 一 1 2 8 2 之 间 ， 防洪断面与恰海水库 的遭遇 程度在5 8 9 7 一 7 1 7 9 ， 由此可见恰海水库洪水在 地区洪水组成 中占有重要地位 ， 只要控制了恰海水 库的洪水 ， 防洪断面的防洪风险将会大幅降低 。恰 海水库洪水到达下游支流汇合口防洪断面的平均 传播时间约为 1 8 h ， 在调度过程中若遇到防洪断面 支流遭遇较大洪水， 恰海水库可以利用这 1 8 h 的传 播时间完全有能力进行错峰调度 ， 风险( 1 ) 通过错 峰可以得到释放。恰海水库人库洪水多为融雪型 洪水 ， 消融 型成 因的洪水过程多为复峰型 ， 且 随气 温的 日变化而变化 ， 洪水过 程呈一 日一 峰 的锯 齿 型 ， 洪水过程的历时相对较长 ， 洪量相对较大 ， 年际 间相 当平稳 ， 因此 ， 及时场次洪水 预报有偏差使水 库水位降幅较大， 也可以用次日洪水给于补充。 5 结 语 研究表 明 ， 根据恰海水库来水 的特性 ， 通过合 理降低汛限水位 ， 重复利用兴利库容， 不仅达到了 优化 电力调度增发电量的 目的， 还对防洪起到了积 极的作用。但鉴于水情的不确定性 ， 在实际调度中 要灵活把握调度原则 ， 降低水库运行风险， 充分发 挥工程的综合效益。 ( 责任编辑： 刘征湛) 73 石启 中： 恰海水 电站汛期电力优化调度研究 S t u d y o f fl o o d - p e r i o d e l e c t r i c a l d i s p a t c h i n g o p t i mi z a t i o n f o r Qi a h a i Hy d r o p o we r S t a t i o n S H I Q i - z h o n g ( X i n j i a n g Y i l i R i v e r B a s i n D e v e l o p m e n t a n d C o n s t r u c t i o n A d m i n i s t r a t i o n B u r e a u ， U r u mq i 8 3 0 0 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： A c c o r d i n g t o t h e t h e o r y o f o p t i m i z e d r e s e r v o i r r e g u l a t i o n ， c o mb i n e d w i t h t h e a c t u a l c o n d i t i o n s o f t h e p r o j e c t ， t h e a u t h o r s t u d i e d t h e e l e c t r i c a l d i s p a t c h i n g s c h e m e f o r Q i a h a i H y d r o p o w e r S t a t i o n b y u s e o f e f f e c t i v e h y d r o l o g i c a l p r e d i c t i o n o u t o f r e g i me f o r e c a s t i n g s y s t e m， b a s e d o n l o we ri n g fl o o d c o n t r o l l i mi t l e v e l d u r i n g fl o o d p e r i o d a n d r e u s e o f b e ne fic i a l s t o r a g e c a p a c i t y T he r e s u l t s o f p r a c t i c e d e mo n s t r a t e t h a t t he s c he me r e n d e r s mo r e p o we r o u t p ut wh i l e up g r a d i n g t h e flo o d p r o t e c t i o n c a p a b i l i t y o f r e s e r v o i r Ke y w o r d s ： F l o o d c o n t r o l l i m i t l e v e l ； e l e c t ri c a l d i s p a t c h i n g ； r e s e r v o i r r e g u l a t i o n ； Q i a h a i H y d r o p o w e r S t a t i o n ( 上接第 6 6 页) 4 应 用 效 果 漫湾水 电厂 自1 9 9 3 年投产发电后 ， 对每 台机转 轮上冠过流面汽蚀处理 ， 采取的是每次检修只对产 生汽蚀的部位进行不锈钢层堆焊， 但处理效果并不 理想 ， 汽蚀沿未堆焊 的2 0 S i Mn 金属表面逐年扩大 、 加深 。以 6 号机 为例 ， 2 0 0 6 年 总汽蚀面积为 1 3 6 1 0 0 0 mm ， 2 0 0 7 年变 为 4 1 8 4 8 0 0 mm 。2 0 0 7 年对 6 号机进行A级大修， 将转轮吊出转轮室， 采取整体 预热 ， 对上冠过流面汽蚀层进行深层刨 除、 打磨 ， 整 块 2 0 S i M n 低合金钢上冠过流面堆焊不锈钢层 5 m m的工艺方法处理 ， 并对堆焊后的部位按原型磨 平 ， 抛光处理。2 0 0 8 年总汽蚀量显著下降为4 0 2 9 0 0 mm ， 2 0 0 9年小 修 时处 理量极小仅 4 1 3 5 mm 。 经过 2 年多的运行验证 ， 在上冠表面堆焊不锈钢层 不仅能提高抗汽蚀性能 ， 而且还能提高耐磨损性。 到 目前为止 ， 质量稳定 ， 运行状况 良好。 5 结语 漫湾水 电厂通过对转轮上冠过流面2 0 S i Mn 低 合金钢层表面进行不锈层整体堆焊后， 显著减少了 上冠过 流面汽蚀处理量 ， 提高 了转 轮的抗汽蚀性 能 ， 节省 了大量人力和物力 ， 为设备 的安全运行奠 定了坚实基础 。 ( 责任编辑 ： 刘征 湛 ) Ru n n e r c r o wn fl o w s u r f a c e c a v i t a t i o n t r e a t me n t o f M a nwa n Po we r Pl a nt J I X i n g - g u a n g ， Y U E J i a n f e n g ， Q U Y a n ( 1 Hu a n e n g L a n c a n g R i v e r H y d r o p o w e r C O ， L T D Ma n w a n P o w e r P l a n t ， L i n c a n g 6 7 5 8 0 5 ， C h i n a ； 2 Hu a n e n g L a n c a n g Ri v e r Hy d r o p o we r C O ， L T D Ma i n t e n a n c e C o mp a n y ， L i n c a n g 6 7 5 8 0 5 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： An i n t r o d u c t i o n wa s ma d e o n t h e g e n e r a l o f Ma n wa n P o w e r P l a n t a n d c a v i t a t i o n d a ma g e e x i s t i n g 0 n t h e run n e r c r o wn f l o w s u r f a c e ， b a s e d o n wh i c h t h e a u t h o r s a n a l y z e t h e p r o p e r t i e s o f fl o w s u r f a c e ma t e r i al，p r e s e n t t h e t e c h n i c a l p r o c e s s a n d me t h o d s o f we l d i n g s t e e l p l a t e s b y u s e o f CHS 2 3 7 s t a i n l e s s r o d s Ke y wor ds ： 20 S i M n l o w all o y s t e e l ； c a v i t a t i o n ； CHS 23 7 s t a i n l e s s s t e e l we l di ng r o d； Ma n wa n P o we r Pl a n t 7 4