增加水库发电调度的效益分析

2011-04-25陈凯书

水利科学与寒区工程 2011年5期

□ 陈凯书

水库优化调度工作常常要结合水库自身的情况而定，如：承载能力、调蓄功能、水库大小等。“安全”是水库调度过程中必须坚持的原则，坚持这样的原则才能让水库的入库水量得到科学调节，让水能转换电能的过程创造出更多的价值。“安全”是保证防洪、发电、供水持续运行的基础，可为社会创造更大的经济财富。

一、实例概况

某水电站位于新疆境内玛纳斯河流域，装机容量达300MW，年发电量的设计值为9.24亿kW.h。电站正常蓄水位达90m，和汛期限制水位87m的对应库容在1.48亿m3和1.07亿m3。水轮发电机组选择的最大工作水头为25m，额定水头为18.2m，最大发电流量达2200m3/s。该水库工程建成之初，其设计标准根据百年一遇洪水指标进行，并以千年洪水标准校核。但在日后的使用过程中，逐渐发现由于受水库库容小、调节能力弱、抗洪能力低等因素的影响，使得水库调度难以顺利开展。现在，天气预报间隔时间较长，且情况报告准确率高，此电站在上游主要支流14500 km2的流域内布设水文测点，采取的水情自动测报系统具有高效率特点，且定期对河道断面参数复核，这样就为水库的调度工作创造了条件。

二、对水库正确调度的措施

（一）完善监测实施。实施调度运用计划的关键在于充分掌握工程运行信息。首先是针对观测设施残缺不全的状况，制定了配套的规划设计和分年建设目标，对监测大坝情况的浸润线、坝基渗压、渗流、进出库水量等主要项目进行先期建设，使调度有了信息耳目。其次是建立健全了检查观测、资料分析制度。对水库管理资料和观测资料进行了整理分析，为指导工程运行提供了第一手情报。再次是突出对典型库典型蓄水过程的分析评价。

（二）严格把握水位。对于汛期水位的控制，需要结合当地的实际资料，完成实地水文调查和断面测量后参照资料复核计算。在审核过程中，对防洪风险控制进行综合分析，并听取电站多年水库调度指导意见后再开展工作。但实际操作时必须要满足电站枢纽工程和上下游防洪标准，尽可能地创造更大的价值，汛期根据流量动态灵活控制水位，适当添加发电水头数量。在多方面计算之后确定汛期洪水不同阶段的控制措施。

涨洪段。洪水涨洪段最好早些采取库中水量实现发电，这样可以达到消落水位的作用。当水库处于无发电调度命令状态下需要预泄腾库，以保证入库流量大于4400m3/s，在洪水发生前把水位控制在85m以下。涨洪段水位控制如表1。

表1 涨洪段水位控制表

洪水期。对洪水期的水位严格控制，在水位降至86m之后坚持“来多少，泄多少”的准则完成调度工作，待闸门完全打开之后停止。在入库洪峰流量大于10000 m3/s后，需参照具体的水库情况把水位控制在83.5～84m。

退水段。当洪水消退到4300m3/s之后，则需要采取必要的措施进行洪尾水量的拦蓄。在经过一段时间的观察之后，从天气预报中得知气候未出现后续降雨，天气情势明朗，判断无复峰时，不同流量级水库回蓄水位见表2。

表2 退水段水库水位控制表

维护非汛期高水位运作。此水电站处于非汛期时的水流量一般较小，在运行过程中的方式多数依赖于间歇调峰的形式，对水库水位的把握通常都将其限制于标准蓄水位的88m之下，日消落的深度不得超过0.75m，对应的消落水位在87.12m。一般情况下，水电站都是新疆电网最为关键的调峰调频电站，在非汛期运行的消落深度与设计值相比存在较大的差异，整体的运行水位略为降低，最近几年的勘察数据显示，水库平均运行水位在86.2m。自2008年之后，电厂运行人员与自治区电网调度部门保持了良好的联系，不断减小能量消耗以获得最大的经济效益。

（三）合理拦蓄洪尾少弃水。此水电站库容较小，要根据不同的气象报告资料，在洪水到来之前积极地结合水位状况采取处理措施，对洪尾水量严格控制，以降低弃水量，让水资源得到充分的利用，创造出更多的电能。需要注意的是，洪尾拦蓄具有相当的防洪风险，这就需要工作人员及时把握好气象信息，做好水情预报分析，从而正确把握好洪峰来临的时间、量级，合理安排蓄泄，防止由于水流量过大导致水电站受损。遇到复峰型洪水之后，需对回蓄水位进行控制，防止别的洪峰到来前由于水位偏高而导致淹没损失。根据专家们的勘察检测得出，汛期洪后可回蓄至动态控制的上限水位是85m，这一阶段汛限水位以上库容最高在3000万m3，发电量可提高170万kW.h。2009年，该水电站受到台风的影响导致了洪水的出现，这一阶段为汛期与非汛期交接时期，在专家的审批下，水位最大回蓄至87.95m，此次洪水共拦蓄水量5200万m3，增发电量达250万kW.h。

（四）及时清污保水头。由于水库流域环境综合治理不佳，每年洪水期大量树枝、垃圾、水葫芦等污物顺流而下堆聚到坝前，对机组进水口拦污栅的压力加大；同时形成了栅前栅后的水位差，加大了发电水头的损失，造成机组出力受阻，水耗增大。为此，电厂成立专门的清污班组，利用专业设计的清污船对拦污栅和库面及时开展清污工作，减少了水头损失。

三、经济效益分析

据新疆经贸委2007年底组织专家对该水电站创造的价值进行综合分析得知，该水电站汛期流量动态调度方案和之前的原设计方案相比，汛期多发电量约达10%。2008年～2010年汛期创造的发电效益十分可观。2010年汛期平均运行水位达85.95m，这是汛期抬高水位运行方案改革后创造的最大值。跟实际发电消落深度还原水库运行水位实施计算，水电站平均降低水耗1.4 m3/kW.h，2008～2010间共增发电量9780万kW.h；非汛期对较高的运行水位进行基本控制，和能量指标复核值86.5m相比，增发电量达2110万kW.h。