流域梯级电站群集控模式下的应急处置机制初探

唐杰阳，张晓辉，毛成钢，黄光伦，丁 义

(雅砻江流域水电开发有限公司集控中心，四川成都 610021)

1 引言

雅砻江流域干流全长1571公里，天然落差3 830米，共规划21级水电站，总装机容量约3000万千瓦，年发电量约1500亿千瓦时。2012年随着官地、锦东电厂机组投产发电，雅砻江流域下游已经形成梯级电站群雏形。在多电站、多机组集中控制，远距离、跨区域送电，并接受四川省调与国家电力调度中心不同电网调度运行管理模式下，对如何最终实现完整的“一条江”集控运行、优化调度模式提出了新的课题。

本文从流域联合电力调度运行、联合水力调度运行、集控模式下的监控系统故障及无人值班模式下的机械设备故障应急处置四方面分析运行风险及控制措施，提出了应急管理措施，为流域电力生产应急机制建立及应急组织执行提供参考。

2 流域联合电力调度运行应急处置

上下游电站之间存在紧密的水力和电力联系。电力联系指锦官电源组通过“西电东送”重要通道之一的锦–苏直流将电力输送至华东地区，另外包括二滩电站通过月–普断面、二–普+二–榄断面与四川主网相连，涉及到华中、华东电网及川渝断面潮流，影响范围大。流域联合电力调度运行风险主要体现在送出通道中断方面。

2.1 关键风险点分析

2.1.1 是系统稳定运行的风险

锦苏直流故障闭锁、锦官电源组主要送出通道中断，系统稳定依赖于安控系统的正确动作，一旦发生机组拒切，则送端电网潮流主要通过月普断面转移至四川主网，如果转移潮流过大，严重情况下可能发生送端电网甚至是四川主网的系统振荡。

2.1.2 日调节水库水位控制的风险

锦东、官地以及未来投产的桐子林电站均为日调节水库，可调库容小，一旦发生切机，短时间内水位猛涨风险剧增，因此，及时调整水库闸门是应急处置的必需措施，合理控制水库水位，避免发生水位漫坝。

2.1.3 机电设备运行的风险

切机机组带有负荷，甚至是满负荷状态跳闸，机组转速迅速上升，甚至过速落进水口闸门或筒阀，调速器包括油压装置以及励磁装置将在恶劣工况下运行，暴露设备缺陷造成故障的机率增大，同时需要完善调速器控制逻辑以及紧急停机流程启动条件，保证切机后调速器快速回关导叶减少转速上升幅度以及紧急停机流程的正确启动，避免非正常过速落门停机，为机组快速恢复并网争取时间。另外，针对锦东“一洞双机”特殊运行方式，安控切机往往造成保留机组短时过负荷以及上游调压井水位大幅波动，增大了水工及机电设备运行风险。

2.2 应急管理措施

系统送出通道中断包括锦–苏直流故障闭锁、电厂送出线故障路跳闸及送端电网月–普、月–锦线故障跳闸等异常事件，其中官地送出官–月线路以及锦东送出东–锦线路为同塔双回，存在双回线路同时跳闸造成全厂停电的可能性。因此，系统送出通道中断应作为流域联合电力调度运行的典型异常事件，从应急处置能力与应急机制建立方面着力提高。

技术上增加监控系统锦–苏直流运行状态变位、双极功率变幅报警，目前监控系统已增加上述报警信号，一旦锦–苏直流转为单极运行或者功率变幅过大，监控发出预警信息，及时提醒运行人员做好事故预想。

业务上进一步完善专业知识结构，系统学习电力系统稳定分析与控制方面的理论知识，实际工作中掌握锦–苏直流稳定运行规定和安控系统动作策略，特别是锦屏站安控装置策略，理解送端电网不同运行方式下的稳定策略，以更好地掌握安控切机台数，合理安排机组运行方式。

组织措施上定期进行系统送出通道中断流域联合反事故演习，分别从集控侧与电站侧重点演练信息汇报流程(即按调度要求在规定时间汇报规定内容的程序)、设备检查步骤、保厂用电、水库调度以及水工泄洪闸门操作流程等方面响应程序，不断总结演习经验，提高全流域电力生产人员快速正确应对系统送出通道中断异常的应急响应能力。

3 流域联合水力调度运行应急处置［1－3］

由于梯级电站群的水电联动效应，设备事故可能不仅影响到本电站，甚至可能会引起一系列流域连锁效应，不仅影响到整个流域发电，还带来新的水库调度风险。

3.1 关键风险点分析

水力联系主要指发电用水和发电水头联系，当上游电站发生影响出库流量的故障，如机组故障停机，势必影响到下游电站来水量，特别是日调节电站，来水量减少对水库水位影响较大。反过来，如下游电站发生机组故障停机，减少用水量，上游电站不及时调整出库流量，就会造成下游电站水库水位上涨甚至漫坝的风险。因此，流域水力联合调度运行的风险主要体现在由于上下游电站间电力联系的改变导致水力改变，进而给水库运行带来的风险。

3.2 应急管理措施

在汛期，流域流量将呈现数倍乃至数十倍增加，同时投产的机组不断增多，上下游之间的水力和电力联系日益紧密，流域水力联合调度运行风险不断增大，对应急处置能力、应急机制和组织执行方面提出了更高要求。

从全流域角度统筹协调生产工作。发电设备检修和水工建筑检修要尽量配合、统筹安排，从源头降低水库运行风险，特别针对官地、锦东日调节水库，不可忽视水工建筑物检修安排不合理带来的风险。

业务上完善水电联合调度专业知识结构，系统性学习库容曲线、耗水率、发电流量、闸门泄流曲线、水情计算以水电联合优化调度等相关知识，培养训练从单一电力调度跨越到水电联合调度的综合工作思维模式。

技术上开发基于水电联合实时滚动调度的软件平台，提高水库调度水平。平台应实时滚动监视统调电站入库来水、出库用水情况，滚动监视日计划执行情况，同时应能根据预报入库来水变化，对水库的运行趋势进行预测并判断越限情况，针对越限可自动提前预警，以丰富的图表方式输出与调度结果相关的各调度过程值和特征统计值，方便运行人员快速正确决策。

最后是不断积累全水头、大流量、满负荷工况下流域联合调度运行经验，总结规范化的水电联合调度运行应急处置工作流程。

4 集控模式下的监控系统故障应急处置［4－6］

集控模式下，电站实现远程监视和控制。作为硬件基础的计算机监控系统发生故障，如何采取有效的应急处置措施。

集控模式下，为了顺利实现电站的远程监视和控制，有赖于计算机监控系统的安全可靠运行。随着流域电厂逐步投产、投产机组逐步增多，将陆续接入集控中心，一旦监控系统故障，必须快速及时正确处理，防止发生因监控故障连锁造成影响发电运行的恶性事故。

首先是完善监控系统安全机制，立足源头整治设备，保证现场设备运行状况良好，同时配合监控系统上采取合理设置信号扫描周期和死区措施，严格遏制误报警现象，减轻运行人员监盘压力，一旦监控系统发生故障，确保第一时间发现，第一时间采取措施处理，避免发生连锁反应扩大化事件。

其次针对集控模式下监控系统集控侧、电站侧、现场侧三个层面典型故障，提炼故障现象及处置措施，形成规范化的应急处理工作手册，以更好地指导类似故障应急处理。

最后定期组织监控系统故障流域联合反事故演习，按照工作手册内容，分别从集控侧与电站侧提高运行人员故障信息判别、快速有效采取处置措施的能力。

5 无人值班方式下机械设备故障应急处置［7］

目前，二滩电厂已实现“无人值班”方式，电站的远程监视和控制由集控中心负责，夜间实现关门运行，白天现场仅留少量运行巡检人员。对于电气设备故障，一般通过配置完备的保护自动跳闸隔离故障;而对于机械设备故障，除调速器油压装置事故低油位或低油压、机组温度保护配置紧急停机流程外，一般需要值守人员现场即时干预。

无人值班方式下，厂房不再全天24小时留人值守，而机械设备故障时，一般需要人工帮助干预处理。两者因素迭加，对运行人员快速准确的应急响应能力提出了更高要求，需要采取的措施有:

技术措施上完善监控系统紧急停机流程，尽可能接入水力机械故障信号，励磁、调速器及其油压装置、进水口快速闸门及其油压装置故障信号，失电动作停机保护，原动力失效保护，振动摆度保护等故障信号。紧急情况下以自动或者远方干预半自动方式下通过紧急停机流程隔离故障，尽量减少人工干预，避免人为因素造成事故扩大。

对于必须人工干预处理的机械设备故障，需系统性梳理典型机械设备故障案例，如机组接力器推拉杆断裂、水淹水导、励磁滑环室跑水、导轴承油槽进水、机组主变技供水全停等事件，总结故障现象、处理步骤以及关键风险点控制措施，编制规范性的应急处理工作手册，指导类似故障处理。

最后为防止发生水淹厂房重大事故，除了配置足够的渗漏排水泵外，还需要配置足够积水监测器，保证厂房不留死角，并纳入监控系统报警;同时参照其他流域电厂做法，将工业电视系统纳入厂房保安值班管理，进行定期巡视检查。

6 结语

随着官地机组全部投产、锦西水库即将蓄水以及投产机组不断增多，雅砻江下游将形成锦西、二滩两大水库联合运行格局，运行方式向全水头、大流量、满负荷逐步过渡，流域联合调度运行的深度和广度不断拓展，存在的各种风险因素将不断暴露，无疑对流域电力生产应急管理体系提出了更高要求，提出以下三条管理措施建议:

(1)发挥好流域应急指挥中心的作用。根据公司电力生产安全事故专项应急预案，按照事件级别启动相应响应程序，建立公司、集控中心以及各流域电厂参与的流域应急处置会议机制，确保重大安全生产突发事件第一时间组织召开流域应急处置视频会议，做到信息及时全面准确传达，有利于内、外部资源共享，统一决策，为事故处理提供最有利的空间。

(2)定期组织流域电力生产联合反事故演习，并制度化、程序化。参照电网类似迎峰度夏联合反事故演习经验，针对流域联合运行典型工况、典型故障进行演练，逐步提高全流域电力生产人员信息汇报、风险把控、水电联动等综合应急处置能力。

(3)将流域电力生产运行中出现的不安全事件按照模板格式进行汇编整理，并录入电力生产管理信息平台数据库，对技术资料进行共享，供电力生产人员学习，从中吸取经验教训;更重要的是增加公司无形知识资产，为培养技术型员工提供丰富的实战教材，夯实公司资产保值增值的能力基础。

［1］张军良，马光文，王黎，等.节能发电调度规则下梯级水电站调度方式研究［J］.人民黄河，2010，32(11):140－142.

［2］杨道辉，马光文，徐瑞林.多市场下大型流域梯级水电站群电能优化配置研究［J］.水力发电学报，2011，30(1):17－23.

［3］唐茂林，王超.基于节能发电原则的实时发电调度优化模型的研究［J］.继电器，2008，36(7):47 －50.

［4］郭磊，赵英.集控调度模式在清江流域电站的应用:中国水力发电工程学会信息化专委会.2009年学术交流会论文集:202－206.

［5］戴建炜，邹建国.乌江干流梯级电站远程集控中心建设与思考［J］.水电厂自动化，2005，(1):92 －96.

［6］向进，唐勇，杨忠伟.大渡河流域梯级电站集控中心建设与运营［J］.机电设备与运行，2010，36(6):87 －89.

［7］杨金栋，周志清，方辉钦.我国水电厂“无人值班(少人值守)”工作评述［J］.水电自动化与大坝监测，2002，26(5):1－2，9.