浅谈亭子口水电厂经济运行

2015-04-07王智君

四川水利 2015年6期

关键词：水电厂经济运行出力

王智君

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川苍溪，628400)

浅谈亭子口水电厂经济运行

王智君

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川苍溪，628400)

水电厂经济运行是充分利用水能资源的一项增产措施，也是减少水能消耗的一项节能措施，也是在“厂网分开，竞价上网”的电力系统新体制下水电厂降低其生产成本的重要手段之一。本文主要阐述了水电厂经济运行的影响因素及其应对措施。

耗水率节能经济运行亭子口水电厂

1 概述

随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，电力用户对供电主要提出了可靠性和经济性两方面的要求。前者要求电力系统以一定数量和质量的电能对用户不间断地、安全可靠地供电，即满足一定时间段内的负荷要求；后者要求系统对用户的供电应尽可能经济、便宜。要做到安全可靠地供电，可以通过提高设备的制造、安装、运行维护水平实现；而要做到经济供电，就要努力降低电力系统的运营成本，重点就是降低发电成本。即降低火电厂的燃料消耗和水电厂的耗水率，节能增发。要降低水电厂的发电耗水，充分利用有限的水量多发电，就要对水电厂的机组运行进行优化，同时减少厂用消耗，实现最优经济运行。2 水电厂经济运行的影响因素及应对措施

水电厂厂内经济运行，研究的是水电厂的出力、流量和水头平衡；机组动力特性和动力指标；机组间负荷的合理分配方法；最优的运转机组数和机组的起动、停机计划；机组的合理调节程序和电力生产的质量控制及用计算机实现经济运行实时控制等。

2.1 优化电量生产计划

根据嘉陵江年来水情况，亭子口水库每年6月～10月为汛期，11月、5月为平水期，12月至次年4月为枯水期。为充分发挥电站经济效益，生产管理部门积极加强与水调和电调的沟通，根据嘉陵江水情和电网负荷要求，合理制定年度生产计划，并根据实际来水情况进行实时调整。

2.1.1 合理制定年度计划

主要是分析来水流量。如当预报上游出现一个较大流量、而实际来水量小于预报流量时，按预报来水量安排运行方式，可能造成水位下降很快，甚至不能保证机组的连续出力，使发电受到影响。相反，如果预报来水量小而实际来水量大时，可能造成水位上升很快，甚至提闸放水而造成大量弃水。因此，为了充分合理地利用来水流量，并考虑防洪、调水、灌溉、发电之间的协调，尽可能实现优化运行，应根据水情预报系统，对上游下泄流量、负荷情况、实际水位等因素进行综合分析，对有限的可调库容实行动态调度。根据水库中期来水预报和发电设备情况，科学制定阶段电量计划；通过加强与水调、电调的联系，积极解决好外部影响因素，并努力结合电站自身实际，做到全年不弃水而使水库来水全部通过机组发电泄流，最大限度利用橄榄河水资源，为企业创造良好的发电效益。

2.1.2 优化阶段电量计划

(1)枯水期。12月至次年4月，入库逐渐减小，为保证下游用水和不断流，需保证平均出库流量不少于100m3/s，电站只调峰。库水位降至438m左右运行，为汛期到来腾空水库；

(2)平水期。汛期后入库逐渐减小，水库限制水位保持458m运行，电站以调峰为主，发电为辅；

(3)汛期。6月～10月入库量逐渐增加，这段时间内注重加大发电量的同时，在汛期末逐渐存蓄水量抬高库水位(从447m蓄至458m)，以增加机组出力，降低耗水率。

2.2 优化厂内经济运行方式

2.2.1 优化机组运行方式，降低生产成本

由于机组在运行中出现振动、摆度超标等问题，电站委托有关单位就机组在不同水头不同负荷情况下进行真机综合测试。测试结果显示，负荷在0～6MW范围内为小开度区域，机组各主要部位振动基本满足要求，但机组效率低；6MW～200MW为振动区，200MW机组大负荷为稳定运行区。根据科学测试和运行实践，绘制机组运行振动区域线，据此制定“电站优化运行方式和限制机组最低出力线”方案。本着开机就多带负荷，避过振动区的原则，尽可能采取停机备用，控制旋转备用，争取合理负荷以避开机组在振动区运行，尽量减少在小开度区域运行时间，延长机组大修周期和使用寿命，降低生产成本。由于机组还参与电网调峰，需经常偏离设计工况而加剧振动，对机组各部零件破坏加大。根据电网机组要求，必须在小开度区域运行时，由运行人员合理分配机组之间的负荷，尽量只让一台机组带低负荷在小开度区域运行，而让其他机组在振动区域外参与调节。

2.2.2 加强技术改造研究，提高自动化运行水平

投运初期电站设备存在较多问题，运行状况根本不能达到要求。如二次接线存在一些错误，自动化元件运行不稳定，自动装置有时不能自动化等。针对以上状况，为确保设备安全可靠运行，重点加强技术改造研究，逐步加大技术改造力度，提高设备自动化水平，每年定期进行设备检修，及时完成设备消缺。两年来，陆续改造了机组快速门控制系统、监控系统、机组技术供水系统等项目。经过定检、消缺和改造，设备安全性、稳定性、可靠性以及生产自动化程度都显著提高，大大提高了电站运行的经济性。

2.3 优化水库调度方式，降低发电耗水率

提高水电厂的发电效益，降低水电厂的发电耗水，充分利用有限的水量多发电，需要对水电厂的机组运行进行优化，实现最优经济运行。水电厂水轮发电机组的出力公式为：

Pi=9.81ηiQiH×10-3

式中：Pi——机组i发电的有功功率(kW)； Qi——机组i单位时间内的耗水量(m3/s)； H——水库的水头(m)； ηi——机组i的运行效率。

可以看出，水电厂经济运行分析的目的，就是在电厂保持一定出力的前提下，使机组总的耗水量为最小。要实现这一目的，措施有：(1)提高水电厂水库的水头H；(2)使机组运行在高效率的区域。因此，要实现水电厂的经济运行，要求做好以下两方面：

2.3.1 扎实基础，加强管理

复核修正水文特性曲线。注重水文基础数据收集和统计，分析比对上年水库运行资料，不断修正机组水头～综合出力关系曲线，入库流量～综合出力关系曲线等，使曲线更能反映水库真实运行工况。

制定和出台水库优化调度有关管理制度。制定丰水期、枯水期、平水期的水库调度预案，水库水位控制相关规定，通过制度强化加强水库调度管理。

2.3.2 加强沟通，灵活调度

加强与上游电厂沟通。水文人员及时获取实时水情，包括上游电厂上下游水位、机组出力、进出库流量、闸门运行情况等。

加强与省调沟通。运行人员根据实际水情及时与省调联系沟通，合理安排机组运行方式，减少机组空载和低负荷运行时段，灵活主动地调整机组负荷曲线，充分利用水库库容和水头多发电。

合理控制水位，提高机组效率。根据水情尽量提高机组运行水头，降低发电耗水率，保持机组高效运行。

灵活调度，节能降耗。根据不同机组的特性及调度负荷要求，制定机组运行方式规定。优先运行水能利用率高的机组，优化运行机组组合，降低辅机用电和主变损耗。

2.4 设备管理运行优化

对于电网而言，水电与火电最大区别是：水电机组的启动速度非常快，10分钟内能从备用状态到带满负荷运行。这就要求水电机组及其辅助设备具有较高可靠性。设备的可靠高效运行是实现电厂经济运行的重要保障。

设备从正常到出现事故隐患是一个渐变的过程，这些渐变的过程都是有特征的，如漏气(油)、外形变化、振动、有异响等，假如未能及时发现处理，事故可能发生。为了对设备状态进行科学可靠的预防诊断，需要借助先进的仪器设备，如热成像仪、主变气体状态在线监测仪，每台机组的在线振动摆度监视系统等。加强对设备的“状态检测”，科学管理，建立完善的设备档案，及时对出现的状态变化进行分析总结。

实行专人负责，责任到人，做到所有设备都要有人管。加强对设备的管理，特别是重要设备的管理，就需要打破设备管理人员的单一化，形成一个设备管理网络，从完善设备管理网络和管理制度入手，逐步明确相应管理职责，实行问责制。

随着电厂“少人值守”的实行，对运行维护人员的要求也进一步提高，不局限于单一专业面，因而就要打破以前设备分专业区域化管理的模式。对全厂设备实行统一管理，对设备以巡检周期、危险程度、安全系数等为依据，评价出相应的监控等级，实行定期计划检修和精心维护，定时、定点、定人管理；建立更加详尽的设备台账，对设备运转状况、易损部位及零部件更换等记录在册，作为设备检修的依据。除此之外，还需将备品备件分类管理，按需入库，区分易损备品和耐用备品，严格执行备品备件储藏条件，保证其利用率。