基于水位控制系数的水电优化调度差异化考核管理体系的构建及实施

于文革,郭晨旭

(1.中国华电集团公司,北京100013；2.中国华电集团公司水电技术中心,浙江杭州310030；3.华电电力科学研究院,浙江杭州310030)



基于水位控制系数的水电优化调度差异化考核管理体系的构建及实施

于文革1,郭晨旭2,3

(1.中国华电集团公司,北京100013；2.中国华电集团公司水电技术中心,浙江杭州310030；3.华电电力科学研究院,浙江杭州310030)

摘要：为了充分调动各水电企业深入开展水电优化调度工作的积极性和创造性，中国华电集团公司基于水位控制系数创新构建水电优化调度差异化考核管理体系。介绍了构建体系应遵循的原则及具体评价办法,该体系在公司系统内全面推行,取得了显著成效,带来巨大的经济、社会效益,为水电行业优化调度管理评价提供了良好借鉴。

关键词：水电优化调度；水位控制系数；差异化；考核管理体系

环境污染、气候变化是国际社会面临的全球性重大挑战,环境保护的问题得到了越来越广泛的重视。2009年,中国在哥本哈根会议上向国际社会庄严承诺“争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达15%左右,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%”。增加非化石类清洁能源消费比重,降低污染物排放,既是国家对国际社会的承诺,也是我国实现可持续发展的基本要求。

中国华电集团公司(以下简称“华电集团”)秉承“安全、和谐、绿色、创新”的开发理念,经过多年发展,装机规模快速增长,截至2014年底,水电装机规模为2 329万kW,占全国水电总装机的7.7%,规模容量位居五大发电集团之首,水电已逐步成为支撑华电集团发展壮大的一个重要组成部分。对于水电企业,在加大水电开发力度的同时,深入开展已建成水电企业的优化调度工作,节约水能资源增发电量,是企业提质增效的重要途径,也是提高清洁能源消费比重的主要途径。华电集团通过创新构建与实施水电优化调度差异化考核管理体系,充分调动各水电企业深入开展水电优化调度工作的积极性和创造性,提升了水电调度运行管理水平,进一步促进了水能资源的高效利用,2014年发电量(724.50亿kW·h)创历史新高,也进一步促进了华电集团水电产业又好又快发展,为国家清洁能源可持续发展做出了积极贡献。

1提出差异化考核管理理念

优化调度工作的评价需要使用科学、合理、客观的指标,从2013年开始,华电集团组织开展了水电优化调度及运行评价管理的专项调研,并数次召开专题会议,提出：应从“科学合理、适用广泛、简便易用”3个方面努力,综合考虑水库调节性能、设计调度要求、历史运行情况等不同因素,建立差异化考核管理体系,进行华电集团下属水电企业的优化调度评价。

2差异化考核管理遵循的原则

(1)保证安全原则。水电企业生产运营要以保证水电站安全,满足防洪度汛要求为前提,并提倡水电企业科学合理开展经济运行和优化调度工作。

(2)整体效益最大化原则。水电企业生产经营要统筹考虑电量、电价、电网、电力市场、耗水率、水位控制、水量利用率、水火替代等因素,合理安排发电和水库运行方式,实现整体效益最大化。

(3)短期效益服从长远效益原则。水库保持较高水位运行,是降低耗水率、增加发电量提升效益的重要手段,水电企业要杜绝为了短期目标而超发电量,导致水库长期低水位运行带来效益损失和设备安全隐患的行为。

(4)合理控制水位原则。枯水期是水位控制重点时段,以提高水库运行水位,降低耗水率为主要目标。执行丰枯、峰谷电价的单位,要综合考虑耗水率和电价因素,按照整体效益最大化的要求控制水位。丰水期应加强水情测报,保持合理水位运行,兼顾耗水率和水量利用率。送出受限或市场消纳不足地区,要以争取多发电为主要目标。

(5)设备健康高效原则。设备健康高效是水电企业创造良好经济效益的基础,主汛期要做到机组等效可用系数100%,不发生设备原因导致的弃水和出力受限,弃水期负荷率要达到100%。送出受限或市场消纳不足地区要达到区域水电平均负荷率以上。

3差异化考核管理的内涵和做法

3.1确立水位控制评价关键指标

在发电量相同的情况下,影响水电厂优化调度的主要因素是发电水头,通过抬高库水位增大发电水头,就能够降低发电耗水率。但是,库水位越高,意味着弃水风险就越大,在流域发生洪水、线路跳闸送出受限等情况下就可能导致开闸泄洪。由此可见,库水位的控制是水电厂优化调度运行的最关键因素。华电集团提出了水位控制系数概念,确定将其作为评价水电优化调度水平的关键指标。

水位控制系数计算公式为

水位控制系数既表征水库的蓄满程度,又反映发电水头的高低。确定水位控制系数主要考虑2方面的因素：一是考虑前10年水库的实际运行情况,通过前10年运行水位的月度平均值,计算出对应的水位控制系数；二是考虑电站设计对水库运行的要求,取水库调度图正常工作区中心线对应的月度水位,计算出对应的水位控制系数。将这2个水位控制系数进行算术平均,就得到了实际运行与设计相结合的水位控制系数目标值。

3.2制定差异化考核评分方法

考虑到所辖水电厂装机规模大小、流域水文特性、调节性能的差异性以及对水电厂汛期、枯期的水位控制要求的差异性,在制定评分方法时将水库库容、装机容量、汛枯期的差异性充分纳入其中。为了强化过程管理,同时保证年度结果,水位控制系数指标考核评分按月度、年度2种方式进行。

3.2.1水电厂月度水位控制系数指标评价

由每天8∶00水库水位算出对应的水位控制系数,计算出全月的算术平均值即为该月的实际水位控制系数,将该系数与华电集团下达的考核目标值作比较,计算出得分。计算公式为

式中,τij、φij、γij分别为二级单位下属具有水位控制系数考核指标的第i个水库第j月的水位控制系数考核指标月度评价得分、月度实际完成值和考核指标值；ROUNDDOWN()为往绝对值减小方向取整的函数。

各水库水位控制系数月度考核基准分为15分,即当0.6<(φij-γij)<0.6时,τij=15,其他情况见表1。

3.2.2水电厂年度水位控制系数指标评价

为了引导水电厂树立“汛期减少弃水量、枯期降低耗水率”的理念,在水库水位控制系数计算公式中设定不同的权重系数体现“汛期侧重水量利用、枯期侧重降低水耗”的差异化,规定对水库的水位控制系数指标进行年度评价时,枯期权重系数为1.5、汛期权重系数为0.5,全年各月的水位控制系数加权平均结果为年度评价得分,即

表1水电厂月度水位控制系数考核指标得分情况

考核结果变化值τij考核结果变化值τij(φij-γij)≤-1.8-3120.6≤(φij-γij)<1.2+116-1.8<(φij-γij)≤-1.2-2131.2≤(φij-γij)<1.8+217-1.2<(φij-γij)≤-0.6-114(φij-γij)≥1.8+318

3.2.3二级单位年度水位控制系数指标评价得分

为了体现有多家水电厂的二级单位在水位控制上的重点,引入各水电厂调节库容、装机容量占该二级单位全部水电厂总量的比例进行计算。二级单位年度评价得分,为各水库水位控制系数指标年度评价得分的加权平均值,其中调节库容比例和装机容量比例各取0.5权重计算。计算公式为

式中,δ为二级单位水位控制系数考核指标年度评价得分；n为水库个数；VTi为第i个水库的调节库容；VT为各调节库容之和；Pi为第i个水库的装机容量；P为水库装机容量之和。

3.3实施差异化考核管理

华电集团出台了《中国华电集团公司企业绩效考核暂行办法》及《企业绩效考核评价实施细则》,以效益分类指标为载体对水电企业经营业绩进行量化考核。分类指标中水位控制计划完成率、耗水率是两项重要指标,水位控制系数考核优化调度过程,耗水率考核优化调度结果,这两项指标各占考核总分的15%。

4实施效果

水电优化调度差异化考核管理已在华电集团全面推行,取得了显著成效,具体表现在

(1)建立了水电优化调度差异化考核管理机制。华电集团通过建立水电优化调度差异化考核管理机制,强化过程控制与年度目标并重的管控,以过程控制确保达成目标结果。水电优化调度差异化考核管理充分发挥“指挥棒”的作用,汛枯期水位控制的评分权重引导水电厂“汛期侧重水量利用、枯期侧重降低水耗”,调节库容和装机容量的评分权重为二级单位指明了优化调度的重心。各二级单位围绕年度水位控制系数指标开展调度运行工作,避免了片面追求当年发电量而造成运行水位过低的行为。

(2)大幅提高了水电产业板块经济效益。2014年实施水电优化调度差异化考核管理后,华电集团乌江公司9个水库平均水位控制系数从2013年的5.1提高到2014年的6.2。按来水计算的应发电量与实际发电量比较并计入蓄能变化,通过抬高水位获得的优化调度效益电量约27.94亿kW·h,按2014年集团水电平均电价0.292 4元/(kW·h)计算,折合经济效益约8.17亿元。华电集团2014年水电发电量为726.61亿kW·h,据此计算,年优化调度效益增加率达到3.85%。按2014年全国水电平均利用小时3 653h估算,相当于为华电集团新增一座装机容量约76万kW的大型水电厂。

(3)获得了显著的节能环保社会效益。在社会用电需求相同的情况下,增加水电发电量能够相应减少火电发电量。水电优化调度效益电量按2014年的27.94亿kW·h、标煤耗按国家能源局最新发布的全国60万kW及以上机组平均318g/(kW·h)计算,每年可节省标煤88.85万t,减排CO2、SO2、氮氧化物、烟尘分别218.57万、1.46万、1.39万、0.853万t。这对减轻环境污染、保护大气环境具有十分重要的意义。

(4)在水电行业具有巨大的推广价值。国家能源局发布数据显示,2014年全国水电发电量约11 026亿kW·h,以华电集团2014年水电优化调度效益增加率3.85%估算,若基于水位控制系数的水电差异化考核管理在全国水电行业推广,每年可增加424.50亿kW·h的优化调度效益,标煤耗按国家能源局最新发布的全国60万kW及以上机组平均318g/(kW·h)计算,每年可节省标煤1 349.22万t,减排CO2、SO2、氮氧化物、烟尘分别3 320.79万、22.18万、21.12万、12.96万t。

5结语

为充分调动各水电企业深入开展水电优化调度工作的积极性和创造性,提升水电调度运行管理水平,进一步促进水能资源的高效利用,中国华电集团公司基于水位控制系数创新构建水电优化调度差异化考核管理体系,在公司系统全面推行,取得了显著成效,带来巨大的经济效益和社会效益,为水电行业优化调度管理评价提供良好借鉴。

(责任编辑王琪)

收稿日期：2015- 09- 17

作者简介：于文革(1966—),男,河北玉田人,高级工程师,硕士,主要从事水电生产运营及安全生产管理；郭晨旭(通讯作者)．

中图分类号：TV697.1

文献标识码：A

文章编号：0559- 9342(2016)04- 0090- 03

ConstructionandImplementationofAssessmentandManagementSystemofHydropowerSchedulingBasedonWaterLevelControlCoefficient

YUWenge1,GUOChenxu2,3

(1.ChinaHuadianCorporation,Beijing100013,China;2.ChinaHuadianHydropowerTechnologyCenter,Hangzhou310030,Zhejiang,China;3.ChinaHuadianElectricResearchInstitute,Hangzhou310030,Zhejiang,China)

Abstract:In order to fully immobilize the enthusiasm and creativity of hydropower generation companies on optimal operation of hydropower stations, China Huadian Corporation has built and implemented differentiated assessment and management system on hydropower optimization scheduling based on water level control coefficient. The principles and assessment methods of system are described. The full implementation of system has obtained remarkable achievements with huge economic and social benefits. The system also provides a good reference for the assessment of optimization scheduling of hydropower industry．

Key Words:hydropower optimal scheduling; water level control coefficient; differentiation; assessment and management system