探讨梯级联合优化调度在节水发电中的作用

季林奎

(长江电力股份有限公司三峡梯调中心，湖北宜昌443133)

0 引言

目前，在倡导建设节约型社会政策激励下，国家提出开展节能发电调度，节能发电调度就是按照节能、环保、经济的原则，发电优先利用可再生能源(包括水电、风电、太阳能、生物质能等)。国家多个部委联合发布的《节能发电调度办法》(试行)，对各能源的调度顺序进行了规定，其中水电属于优先调度能源，并要求流域梯级水电厂合理利用水库调节能力，开展水库优化调度和水库群的联合调度，充分利用水能。节能发电调度明确了以下内容:一方面确立了水电在电力调度中的优先地位，水电作为优先调度对象，以减少甚至避免弃水；另一方面，要求水力发电企业开展梯级优化调度，提高水能利用效率，多发水电，降低一次性资源耗量。

节水发电调度为水电调度带来了新的契机，同时对充分利用水能，开展水电站优化调度提出了更高的要求。我们结合三峡-葛洲坝梯级电站的特点，通过水电联合优化调度，有效地开展水库优化节能调度、科学调度，合理利用水力资源，节水增发，在不增加额外投资的情况下，努力提高水能利用率，提高发电经济效率。三峡梯调中心调度部是三峡-葛洲坝梯级电站实行优化调度的执行部门，在水能优化调度、节水增发方面做了一些工作，取得了较好的效益，但由于各方面的限制，在水能充分利用方面还有很大的潜力，我们应利用有利契机，充分发挥梯调调度员在节水增发中的积极性，开展节能调度工作，最大限度地开发可再生资源，充分利用水资源的潜力。

1 梯级调度在节水发电调度中作用

梯级优化调度是在考虑各电站来水、水库调节能力、电站间水力和电力联系等情况下，通过优化技术在各电站间进行发电流量或负荷优化分配，使梯级总发电量最大化或耗水量最小化。三峡梯调中心在实时调度过程中，根据梯级电站运行状况及上游实际来水情况，采取了一系列节水增发措施。

1.1 合理控制三峡和葛洲坝库水位，提高梯级电站发电效益

在实际调度过程中，尽量抬高三峡库水位或降低下游水位，增加三峡发电水头。以三峡VGS机组为例，发电水头每变化0.1m，机组增加出力0.12万kW，如水头增加1m，每台机可增加出力1.2万kW。葛洲坝库水位的变化直接影响三峡电站尾水位的变化，不同流量下葛洲坝库水位的变化对三峡电站尾水位变化的影响也不同，流量越大影响随之减小。35000m3/s以上流量时，葛洲坝库水位的变化对三峡电站尾水位的影响较小，葛洲坝电站机组出力已受阻，而此时抬高葛洲坝水库运行水位，既对三峡电站出力影响不大，又可大幅度提高葛洲坝电站机组出力。而18000m3/s以下流量时，葛洲坝库水位的变化对三峡电站尾水位的影响较大，葛洲坝电站机组出力不受水头影响，而此时降低葛洲坝水库运行水位，既对葛洲坝电站出力影响不大，又可大幅度提高三峡电站机组出力。葛洲坝库水位应选择合理、最优的葛洲坝库水位并控制运行，达到梯级电站发电效益最大化，充分发挥梯级枢纽的发电效益。

1.2 利用三峡调节库容进行小洪水优化调度

在实际调度过程中，调度人员充分利用三峡的有限调节库容，在洪水到来之前，加大三峡电站机组出力，将库水位降到最低，同时增加葛洲坝电站发电量，洪水过后，及时拦蓄洪水尾巴，又将三峡库水位蓄至上限运行，以增大梯级电站的发电量。通过测算，初期运行期，重复利用1m的三峡库容，三峡可增发电量约1亿kw·h，葛洲坝可增发0.01亿kw·h电量。

1.3 抓住三峡泄洪深孔关闭时电站水位变化，调整出力多发电

目前三峡电站主要通过23孔泄洪深孔弃水，单个泄洪深孔只能全开、全关启闭操作，不能局部开启，单孔的泄流量约为1600m3/s，三峡电站的泄洪流量只能按1600m3/s的倍数进行泄洪。当三峡水利枢纽需要宣泄掉的洪水不为1600m3/s的倍数时，实时调度中采用间歇性启闭泄洪深孔来调节三峡上游水位。由于间歇性启闭泄洪深孔时间是根据水库来水和上游水位临时确定，没有规律，单孔泄洪深孔启闭一次三峡电站上下游水位变化达30cm左右，三峡全厂发电功率波动达15万kW，而且是尖峰状。在三峡深孔关闭后，葛洲坝的入库流量也相应减少，通过抬高葛洲坝上游水库的水位，并申请网调修改葛洲坝电站的发电计划，葛洲坝电站因此又多发电5万kW。通过灵活调度，从三峡-葛洲坝枢纽弃水中夺回部分发电量，达到节能增效的作用。如仅2008年8月21日一天三峡电站就从三峡-葛洲坝枢纽弃水中夺回29万kw·h发电量，葛洲坝电站从三峡-葛洲坝枢纽弃水中夺回43万kW·h发电量。

1.4 枯水期合理安排机组运行方式，降低机组耗水率，提高机组发电效率

非弃水期，相同水头机组出力情况下，三峡电站不同机型间的效益有差异。同一机型、相同水头下，单机所带出力不同对机组运行效率的影响明显。实际调度过程中，根据电站水头、电网下达的出力计划、可投运的机组类型和数量，合理安排机组运行方式，以提高水能利用效率。如2008年6月22日，三峡入库流量19000m3/s,三峡电厂开21台机组，还余一台备用机组，发电计划功率1343万kW，无泄洪流量。在不增加三峡发电出力的情况下，如增开三峡1台备用机组，除9台切机机组保持出力65万kW不变(国调调度规程规定)，19号机组进行168h运行维持66万kW不变外，三峡其他机组出力由632MW降至583MW运行，三峡机组耗水率将由每10MW14.74m3/s,降为14.37m3/s，维持机组负荷不变，开机前后减少过机流量504m3/s。如维持三峡出库流量不变，增开一台机后可增加出力35万kW，一天增发840万kW·h电量。

2 三峡梯调调度员现状分析

2000年2 月，随着三峡梯调中心筹建处的成立，电力调度部、水库调度部进入筹建阶段。2003年，经过组织同意，个人报名，三峡梯调中心考核、面试，从葛洲坝电厂抽调多年从事电力生产的技术骨干进入电力调度部和水库调度部，参加梯调中心的工作。2006年7月根据中心发展要求，将原有水库调度部和电力调度部中负责梯级水库实时调度和梯级电站实时调度的人员进行优化配置，成立调度部。调度部现有成员28人，其中党员18人，占调度部成员的64%，部门成员7人。调度员21人，平均年龄37.5岁，其中35岁以上人员13人，占调度员的62%；30岁以下的5人，占调度员的23.8%；本科以上学历在调度员中比例为81%；具有高级职称的6人，占调度员的28.6%。通过对三峡梯调调度员现状分析，发现存在以下问题。

2.1 水、电调调度员缺乏相关基础知识，无法胜任水电联合统一调度

三峡梯调虽然实现了水、电调值班地点合一，部门合一，但调度业务仍然独立，水电联合调度只是停留在相互学习和互通调度信息方面，距离水电统一调度还存在很大的差距，主要是水调人员缺乏发电厂及电力系统方面的基础知识，需要熟悉电厂的生产过程和了解输变电系统的相关知识，经过简单的技术培训和自学，很难达到电调上岗的程度。另外电调人员也需要补习水文、气象等方面的知识，了解水库库容、流量、水位等计算方法，还要进行水调实时调度业务的操作培训。

2.2 电调调度员人员老化，结构不合理

电调调度员10人全部来自原葛洲坝电厂，而且都是主值班员以上人员，本科及以上学历100%；具有高级职称的5人，占电调调度员的50%；平均年龄为39.9岁，35岁以下人员2人，没有30岁以下人员；电调值班主任平均年龄为44岁，人员年龄结构老化，缺乏人才层次储备，从梯调成立以后一直没有引进新的电调调度员。水调调度员11人来自原葛洲坝电厂水调班6人，招聘新员工4人，面向社会招聘进来1人，平均年龄为35.2岁。水调值班主任平均年龄为41.8岁，35岁以下人员5人，30岁以下人员4人，人员偏少，没有吸收熟悉电力系统知识的新人进来。

2.3 调度员人员紧张，无法开展深入的梯调新业务学习培训

三峡梯调共分五个值，水、电调各2人(水调多1位刚实习期满人员)，没有多余的调度员。每年的职工年休，加上事、病、婚假，部门的主任师、技术主管有半年的时间要到调度岗位顶班，根本无暇抽调多余的调度员进行水电调岗位互学培训，脱岗培训更是无从谈起。再加上迎峰度夏，水库蓄水、降水位，节水增发活动，三峡机组试验、新机投产等工作不断，没有更多的时间、精力来进行新业务培训。后备人员储备不足，也严重制约了调度人员的流动和进一步的发展。

3 充分发挥梯调调度员在节水增发中的积极性

尽管存在一些问题，但调度部招聘的都是一些技术骨干，人员素质高，技术业务强，有较强的敬业精神，招进来的新人更是学生中的佼佼者，学历高，基础知识扎实，领悟能力强，上手快，绝大部分是学生党员，积极要求进步，有很大的上升空间。通过对三峡-葛洲坝梯级枢纽采取一系列的节能调度措施，对提高水能利用的效益是巨大的。梯级枢纽的调度工作是梯调中心的核心工作，搞好水电联合调度，充分发挥梯级枢纽的经济效益是打造梯调中心的核心竞争力的工作。如何充分发挥梯调调度员在节水增发中的积极性，充分挖掘节能发电调度的潜力，是值得大家共同研讨的课题。

3.1 充分发挥党组织的战斗堡垒作用

调度部党员18人，占调度部成员的64%，每一个调度值中都有党员，一方面党员要以身作则，在工作中起到模范带头作用，另一方面要带动身边的群众，在工作中一帮一，一对红，发挥工作中的主观能动性，将节能发电调度工作落到实处。

3.2 取得上级调度部门支持，争取宽松、和谐的节能发电调度环境

节能发电调度确立了水电在电力调度中的优先地位，水电作为优先调度对象，开展梯级优化调度，提高水能利用效率，多发水电，减少甚至避免弃水，以降低一次性资源耗量。而电网发电计划只能按高、平、低三个时段安排，往往在发电计划中无法充分安排利用，而修改计划最快也要15分钟后安排，三峡关闭泄洪深孔水位变化引起负荷增加是尖峰状的，机会稍纵即逝。如果能得到上级调度许可，在弃水期允许三峡、葛洲坝电站的机组总出力存在一定的偏差范围，在实时调度中通过灵活调度，就可以更多、更及时地充分利用弃水多发电，变废为宝，使三峡-葛洲坝枢纽发挥出更大的经济效益。

3.3 建立适度的奖励激励机制

开展优化调度，节水增发，既增加了调度工作的难度，又给调度工作带来一定的风险。合理控制三峡、葛洲坝库水位，利用三峡调节库容进行小洪水优化调度，提高梯级电站的发电效益，就要求调度员在工作中勤监视，勤联系，勤动门调整水位，冒水位超限的风险，还要求调度员趋势预报准确，负荷计算正确，增加了调度工作量和调度工作难度，否则会出现吃力不讨好的尴尬局面。相反，如果调度员抱着多一事不如少一事的工作态度，负荷按发电计划值运行，不管弃不弃水，机组还能不能多发；库水位按规定范围运行，不管汛前消落水位，汛末拦蓄洪水，利用库容多发电，工作起来就会轻松很多，风险也小，但损失的是公司的利益。不同的工作态度，给公司带来的收益各不相同。

梯级优化调度是节能发电调度的重要手段，有利于增发水电量，降低对一次性能源的依赖程度，并减少废气排放量，缓解电力生产导致的环境压力。如果在日常的梯级调度工作中，每一位梯调调度员能够充分发挥出各自的工作积极性，加强责任心，坚持“用好每一方水，调好每一度电”的工作理念，与梯级电站运行人员密切配合，加强实时运行分析，开展水电优化调度并认真落实，一定能够充分挖掘节水增发潜力，实现节能增效，实现梯级电站更大的经济效益。