“厂网分开、竞价上网”下的水库优化调度探讨.doc

新丰江水库调度现状与优化方式探讨

摘要：阐述了水库调度在水电厂效益方面的重要性，总结分析了新丰江水库以往调度的经验，就适应“厂网分开”，“竞价上网”的新形势，从水文预报、优化机组组合、综合利用水量等方面提出了优化调度方式的见解和建议。
关键词：水文预报；耗水率；综合利用；自动化；人员培训

新丰江水电厂位于广东省东北部山区东江上游的一大支流上，始建于1958年，总库容138.96亿立方米，多年平均进库水量约60亿立方米，为完全多年调节水库，它以发电为主，兼顾防洪、供水航运和压咸等任务。
随着改革的不断深入，作为国民经济基础的电力行业被推向了市场，终于打破了计划经济的局面。2001年八月，广东电力公司一分为二，成立了广东广电集团有限公司和粤电发电资产经营有限公司，后经进一步调整为粤电集团公司。从而实现了“厂网分开”，“竞价上网”势在必行。水电厂的水库调度不但被赋予了新的内涵，而且正面临着前所未有的发展机遇和巨大的挑战。水库调度工作的好坏，将直接影响到企业的安全和经济效益。可以说水库调度已成为水电厂生产管理的中心环节，开展和探求水库优化调度方法，是做好水库调度工作、充分发挥水库最大效益的关键所在。
1　提高水文预报水平，合理编制年月发电计划
对于多年调节的水库，在编制计划时既要考虑当年的来水、年初水位及下游需水情况，又要控制好年消落水位。既要考虑防汛需要，又要满足枯水期供水需求。也就是说既要充分发挥水电站的发电效益，又要兼顾水库的综合利用效益。因此必须依赖中长期水文预报来编制年、月发电计划，再根据短期洪水预报及时滚动修改发电计划。水文预报的精度的高低，将直接影响着发电计划的编制的合理性。所以，做好水文预报工作是合理编制发电计划，搞好水库运行调度的关键。六十年代的水文预报多数采用降雨~径流相关法，它的参数少，计算简单，但精度较低，且只适合于短期洪水预报。七十年代中至八十年代末，随着电子技术的迅猛发展，计算机开始进入水文预报领域。这一时期，中、长期预报方法得到了发展，先后出现了多元回归方程法、单要素平稳时间序列法、分波法、五年滑动平均累积值曲线外推法等来对水库年、月来水流量作定量预报，同时采用历史演变法、相关因子机率总和趋势分析法来对水库来水作定性预报。短期预报则增加了单位线法和等流时线法。这些预报方法均是通过对历史资料的统计分析，找出过去天气情况与未来来水之间的关系，从而建立数学关系式。由于没有加入未来天气因素的影响，尽管考虑的参数多，计算复杂，但计算结果误差变化范围大，预报精度时高时低。九十年代以后，随着水情测报和计算机网络的相继建立，我厂不但可以准确、及时地收集流域的降雨资料和通过网络直接获得气象部门对本流域未来天气的定性和定量预报，而且还委托河海大学建立了“新安江三水源”短期洪水预报模型，预报水平有了明显的提高。2007年我们委托南瑞水情分公司对新丰江流域进行了“水情自动测报遥测站网论证”，通过增加测站密度，调整站网布置，从而增加测站的代表性和控制性，更真实地反映了流域的降雨情况。同时引进国外先进的数字地形模型这一概念，利用栅格型高程数据自动生成流域水系、河网及其拓扑关系，同时提取面积、河长、坡度等信息，从而建立起分布式水文预报模型——新丰江流域应用数字高程流域水系模型（Digital Elevation Drainage Network Model，缩写为DEDNM）。通过验证短期洪水预报精度普遍提高4%左右。但也还存在着预报方法单一，没有做到区别对待不同成因、不同暴雨中心的流域降雨产、汇流过程，没有充分考虑到各支流河道的过流能力，长期预报方面技术薄弱等问题。目前，我们正协助南瑞水情公司的人员寻求解决的路径，进一步完善预报模型。今后，我们应多吸收国内、国外的先进方法和经验，努力提高水文预报水平，为合理编制发电计划提供有力的保证。
2　优化机组组合，降低水耗
八十年代至九十年代初，由于广东电力系统装机容量与地区经济发展不平衡。水电统调下的水电厂经常在系统中担任着调峰、调频和事故备用的任务。机组开停机及所带负荷均有中心调度所决定。中调人员往往偏向于保电网的安全，而牺牲水电厂的利益。随着广东电力事业的发展和西电东送的实现，尤其是抽水蓄能电站的投运。统调水电的装机容量在系统中所占的比例急降到了目前的1.6%，已无能力承担调峰、调频的任务，按说企业应该有了充分的调度自主权。但从2002到2007年的实际运行情况表明新丰江电厂机组低负荷高水耗的局面并没改变，机组的开停仍有中调远方操控。我认为公司领导应重视与中调的沟通，获得中调的共识。水库调度人员应抓住这个转变的机会，利用机组效率曲线、钢管特性曲线、发电用水曲线等，以水头、负荷为参数，建立水库优化调度动态规划数学模型。全年对机组进行优化组合，保证机组运行于高效出力区，从而降低耗水率，增加发电量。
2002-2007年水库实际运行统计表

年份
2002
2003
2004
2005
2006
2007
年均水位
104.296
104.329
99.6
106.29
109.4
105.02
实际耗水率
7.09
7.06
7.54
5.96
6.18
6.97
考核耗水率
6.62
6.62
7.16
6.4
6.1
6.54
3　坚持一水多用的原则，处理好发电与供水的矛盾
新丰江水库位于东江上游的新丰江上。随着东江两岸工农业的发展，水库的供水任务越来越重，并且季节性明显。正常年份，夏秋两季，由于东江的另一大支流来水丰富，新丰江水库供水需求小。冬春两季需求量大，日平均出库流量在200-300立方米/秒之间，而此时段水库的平均进库流量仅有50立方米/秒左右。过去由于电厂担任着调峰调频的任务，汛末水库很难蓄到正常高水位，造成了发电与供水之间的矛盾。随着“厂网分开”的实现及电厂角色的转变，水库调度人员可充分利用我水库库容大的优势。一方面加强与下游河道管理部门的联系，组织技术人员开展供水调查研究，编制各级供水保证率下的年逐月供水曲线，作为今后水库调度的依据。另一方面，在确保大坝安全的条件下，充分利用短期洪水预报精度高的优势，控制汛期发电量，拦蓄洪水尾巴，保证供水期初水库蓄到正常高水位。这样供水期按平均每天250立方米/秒的出库流量计算，供水期末水位仍可保持在107.87米，基本与允许年消落水位（108米）持平。而整个供水期可发电量6.574亿千瓦时，占多年年均发电总量的80%。既满足了下游的供水需求，又增加了发电量，达到一水多用的目的。
4　加大自动化投入力度，进一步提高自动化水平
随着“人事制度”改革的深化，各水电厂为了增加企业的活力，已经开始实施“减员增效”，其最终目标是要实现“无人值班，少人值守”的水电厂水库调度新模式。目前，粤电集团统调的水电厂虽然已逐步实现了水情自动测报及统调水库联调，并通过局网实现了与气象台的联网，但也还存在着一些问题。一方面中长期流域气象预报精度偏低，至使水文预报精度不稳定。另一方面由于我水库库容大、入库流量小（水库水位观读误差1厘米，流量就误差30立方米/秒）的特点要求坝前水位的观测精确到毫米，而目前水情自动测报系统安装的水位传感器只能读到厘米，不满足计算要求，且水位井紧靠坝壁，受风浪及机组开停的影响过大，影响了水量平衡和洪水计算的精度，至使人工观测水位无法撤消。因此，为了适应改革的需要，水电厂应加大自动化的投入力度，解决好以上问题，开发研制优化调度演算以及成本、风险、效益演算等软件，使水电厂在市场经济中掌握主动权，在成本一定的情况下，赢得更大效益。
5　加强人员培训，提高水调人员的文化素质
未来市场的竞争是科技和人才的竞争。市场经济给水电厂水库调度工作赋予了新的内涵。水库调度除了继续完成计划条件下的防洪调度和兴利调度外，还应做好市场调查研究，全面了解电网和电力市场情况，根据本厂实际情况随时主动调整报价和水库运行方式。做好效益与风险分析，提出当年最优的运行方案和节水调度计划。制定本厂竞价上网方案，最大限度地实现本厂的经济目标。因此，也对从事水库调度的人员提出了更高的要求。水调人员不但要掌握过硬的水文预报和水务管理知识，而且要有一定的市场营销、风险分析、计算机与自动化等知识。目前，我厂水库调度专业人员只占总数的1/3，而且存在知识老化的倾向。专业人员气象知识薄弱，对卫星云图和高空等压线图的分析能力不强。所以，加强调度人员的业务培训，使水库调度人员尽快掌握相关知识，提高他们的独立工作能力和工作水平，既是当务之急，也是实现优化调度的根本。
6　充分发挥领导在水库调度中的重要作用
水调人员的努力是与领导在水库水调工作中作用的发挥成正比的。在计划经济下，由于统调的水电厂水库调度工作的好坏，没有直接与经济挂钩。水调人员编制的发电计划仅作为参考，提出的调度意见常常被忽视。经常可以听到同行抱怨领导“重电、轻机、不管水”。因此，严重打击了水库调度人员的工作积极性，造成了优化调度研究工作停滞不前。随着“厂网分开”的实现，又面临着“竞价上网”的新课题，领导从上到下都应该统一认识，把水库优化调度作为提高企业的经济效益的重要环节来抓，多给水库调度人员指导和支持。水库调度人员也应对主管领导多宣传水调工作的重要性，多请示、多汇报、多总结，让领导更加了解水调工作。有了这样良好的工作氛围，才能使领导在水调工作中发挥其领导才能，带领水库调度人员逐步实现水库最优化调度。
总之，我们正处在一个历史巨变的过程中，社会主义电力市场正在一步步从建立走向规范和成熟。面对“公平、公开、公正”及“同网同价”的竞争环境，我们老水电厂只有及时调整、改进调度方式，建立科学的决策系统和执行系统，才能在市场经济大潮中获得更大的发展。
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