梯级水电站实时优化调度与经济运行分析探讨

文强

摘 要：水力发电作为我国国民经济的重要组成部分，其发展不但是对人们生活的保障，更是促进我国经济发展的重要环节。水电站是水利发电的主要场所，主要职能便是实现江河水资源的有效管控，为电力企业的电网提供电源支持。梯级水电站的优化调度是我国目前水利工程中主要的发展方向，做好梯级水电站的优化调度能有效降低发电成本，实现水电站的稳定运行，并且实现企业的可持续发展。本文通过对近几年我国梯级水电站的优化调度策略实施的调查分析，主要阐述梯级水电站优化调度的必要性以及现状，并提出其中存在的问题，提出其经济运行该遵守的原则，希望能对我国水利发电工程提供参考。

关键词：梯级水电站 优化调度 经济运行

中图分类号：TV737 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（a）-0164-02

我国目前的电能生产方式主要有火力发电、风力发电以及水利发电等方式。火力发电是我国目前主要的发电方式，但是其资源消耗巨大。对环境污染严重。所以，水利发电由于其环保性与资源耗费较少的特点被逐渐重点利用。三峡水电站与刘家峡水电站已成为我国区域电力生产的主要来源，其每年产生的效益在很大程度上影响着国家的经济发展。通常来讲，水电站的优化调度是为满足经济指标，比如梯级水电站要求的月度发电量、成本控制、增大收益等。那么如何才能优化梯级水电站的开发与资源利用，成为水力发电发展的首要问题。

1 梯级水电站实施优化调度与经济运行的必要性

随着我国经济建设的不断加快，水电站的建设发展技术也在不断提高，流域综合规划管理方式的转变，使得梯级水电站的发展水平逐渐提高。就目前我国的水电形式而言，电网管理模式愈加完善，梯级水电站的任务就是接收电网的主要负荷，减轻主网压力，能有效节约发电成本，并且使发电效率得到有效提升，实现企业发展需求的精细化管理。实现我国电网整体的运行效率，就必须加强梯级水电站的优化调度，落实其经济化运行。我国目前能源较为紧张，经济发展受到很多方面的影响，而梯级水电站的优化调度以及经济化运行能够减少水电站水轮机组损耗，并且还能提高发电效率，为我国的资源合理利用提供支持。（见图1）

2 梯级水电站经济运行现状

就目前我国对于梯级水电站的经济化运行而言，已经取得了不错的应用成果，成功案例也有不少，比如我国黄河流域的龙羊峡与刘家峡水电站，主要实行短期调度；而澜沧江流域水电站主要实行短期联合经济调度，都使水电站的运行能够实现经济化。当然，流域不同其经济化运行方式也就不同。即使是相邻流域的梯级水电站，在实时优化调度的侧重点也是不同的，梯级水电站的优化调度需要结合流域特点以及水电站自身的优点，利用连续线性规划方式建立优化调度模型，制定合适的优化方案。

3 梯级水电站经济运行中做存在的问题

3.1 水与电的脱节

水利发电，顾名思义，是需要水利和电力两个系统的相互配合。水利系统的职责为防洪、发电以及航运，其中主要以防洪为主。同时还需要对管辖区域内的水资源进行合理分配。电力系统的职责主要是维护电网的稳定运行，使各发电环节之间能够有效串联，水电站是电力系统的主要组成部分。水利系统与电力系统的调度是由行政单位管制的，其统一调度的执行受到一定阻碍，在市场经济环境下的如今，水利系统和电力系统之间严重脱节，统一调度难以实现。

3.2 流域内水电站联合补偿调节程度低

梯级水电站并不是独立存在的水电站，都是多个集中并且相互联系紧密的形式。一个流域中存在多个梯级水电站，但是管辖单位却是不同的，这样的管理模式使得梯级水电站之间的调度存在着非常大的限制。虽然水电站水库群理论的观念也在不断转变，但是在实际应用中还是存在较大的难度。流域内水电站联合补偿调节程度低，主要是因为距离远，难以管理，导致综合管理混乱。

3.3 梯级水电站运行不稳定

梯级水电站运行的不稳定主要表现在运行过程中的不确定因素较多。比如，不同水电站的电网负荷需求不同，在优化调度时，计算的复杂可能会导致调度结果偏差；水电站机组的启停次数、穿越振动区数、实时运行中负荷波动会在造成机组相应出力存在较大变化，对数据难以有效稳定掌控。同时，调度模型的假设与计算也可能导致与实际有较大出入。

4 梯级水电站实时优化调度和经济运行的原则

4.1 一个电源节点统一调度原则

要实现AGC/EDC的有效调控，必须遵守调度与经济运行原则。要保证一个电源节点能够统一调度。在对梯级水电站进行实时优化调度时，若是使用多个电源节点进行调度，会造成调度之间的矛盾不断产生，难以对问题进行分析和解决，而使用一个电源节点，可以有效实现数据和信息的简化，并且能够保证数据的准确性与失效性。

4.2 安全原则

在实施梯级水电站的优化调度与经济运行时，要注意保护水电站与机组自身的安全。梯级水电站所使用的基本都是冲击式机组，这种机组具有转速高、水头高、容量大的特点，本身就具有较大的危险性，所以在运行时要注意对水位和流量的保护。同时，要对机组进行定期检查，安装实时监控系统，确保机组20h都在可监控范围之内，对出现的故障要及时排查，以免出现安全事故。

4.3 经济原则

梯级水电站的经济运行主要就是要保障经济的稳定。要实现这一点，就需要对江河水资源的充分利用。在对电站机组负荷调整的过程中，必须按照规定顺序展开工作，而且必须保障电能质量与电能供应没有任何故障。同时，实时监控系统需要对水位进行检测，做到合理调节，在水位到达标准后，对水流入库和出库的量要控制好，有效调节水流量和水位。

5 结语

随着我国的经济发展越来越快，社会發展对能源的需求也越来越高。其中电能作为人们如今赖以生存的资源，其发展受到社会各个行业的高度重视，也是企业发展的必要前提。想要有效发展水电工程，就必须加强梯级水电站实时优化调度和经济运行方案的实施，将水资源充分利用，提高发电效率，从而满足社会要求，促进我国经济的发展。

参考文献

[1] 崔光云，徐守云.梯级水电站实时优化调度与经济运行探讨[J].科技风，2015（21）：51.

[2] 李凤丽.梯级水电站生态发电多目标优化调度模型及应用研究[D].兰州理工大学，2016.

[3] 王铮.梯级水电站群联合优化调度及其决策方法[D].华北电力大学，2014.