新形势下水电集控运行工作的发展变化及对策

唐世戡

（五凌电力发电集控中心，湖南 长沙410004）

0 引言

水力发电是我国电力生产的重要形式之一，安全生产对发电企业来说都是首要任务，在电站安全运行的众多关键因素中，做好运行值班工作是确保发电企业安全运行的重中之重。近年来，随着流域开发规模逐渐扩大、新电改的进一步深化、电网结构的不断变化等，给水电运行提出了更高的要求。为了适应新形势的发展需求，水电运行必须要结合实际情况对岗位要求、管理模式进行科学有效的改进。

五凌电力发电集控中心成立于2010年3月，目前五凌电力12座常规水电厂、54台机组已全部接入远程集控，受控容量466万kW，全部接入湖南电网。集控中心将12个水电厂划分为5个区域，实行“一人一席多厂”的区域值班模式，值班时每个区域配置1位区域值长，负责其值班区域2～3个水电厂设备的监视与控制。

1 水电运行变化趋势和发展变化

自国家实施西部大开发战略和西电东送以来，我国水电开发投资向主体多元化发展，梯级开发逐渐流域化。为实现梯级水库联合调度，梯级电站机组优化控制，提高经济效益，发电集控中心已成为各流域水电公司的发展趋势和方向。随着水电梯级开发以及发电集控中心的成立，各水电公司的厂站运行管理模式也在不断的发展和变化。就以五凌公司为例，自1994年五强溪电厂投产到2010年五凌发电集控中心成立，水电运营管理模式经历了“机电合一”到“无人值班、少人值守”再到“远程集控、无人值班、少人值守”的转变。

在发电集控中心成立建设之前，各厂站传统的运行管理基本上都是以单一厂站的安全、经济运行为主要目标。各电站不管是运行调度还是水库调度，都是各自单独与电网调控机构的对应部门进行联系，来维持电站调度业务的正常开展。传统电站的运行管理基本上都是单兵作战，只从自身的利益出发，基本上不会站在整个流域、电网区域层面考虑。从技能要求上只要熟悉自身特点、掌握所需运行业务技能即可。发电集控中心成立之后，再加上电网结构变化、流域自身特点、电改持续推进等诸多因素，对运行值班人员来说，要想做好运行工作，除了掌握传统运行业务必备技能之外，还需要对电网结构变化、负荷潮流限制、流域电站优化配合、电力营销等知识进行熟悉和掌握。

1.1 电力深化改革引起的变化

2015年3月，国务院下发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（国发〔2015〕9号），标志着新一轮电力体制改革正式开始。新电改对发电企业来说，将由单一能源企业向综合能源供应企业转变，即由单纯的发电向发售电、提供综合能源解决方案、为用户提供合同能源管理等综合业务转变，市场营销模式由过去的“跑电网”要电量、“跑政府”核电价转变为“跑市场”抢电量、“跑客户”谈电价。

新电改突出市场化，让电力行业从半封闭走向更开放，在新电改初期，发电计划电量与市场电量并存，市场电量比重逐渐增加。在湖南省，目前水电厂的月度发电计划由优先发电计划和当月市场合同电量共同组成，优先发电计划是指水电站近5年实际发电量平均值。结算模式采取月结月清模式，水电企业按近5年发电量均值下达的月度发电计划，是不能进行滚动调整的，少发时计划作废，多发时如果挤占了火电及基数电量时，需对火电进行补偿，承担巨额补偿费用。且在月度交易时，预测发电计划超过优先发电计划的电厂均需进入市场，若不进市场挤占火电市场合同，则需承担火电下调补偿及一般合同差价。因此，做好发电负荷预测与发电运行方式优化，是新形势下运行工作中的一项重要内容，负荷预测、计划编制是否准确，将直接影响电厂的经济运行以及公司的经营目标。

1.2 电网结构发展引起的变化

（1）祁韶直流入湘带来的变化

近年来，随着国家电网公司“一特四大”战略深入推进，特高压电网加速发展，西电东送、北电南送的能源配置格局逐渐形成。跨越湖南地区境内±800 kV特高压直流线路复奉、锦苏、宾金线分别于2010年、2012年、2014年相继投运，2017年祁韶特高压直流带电投运，接入湖南韶山换流站。祁韶直流入湘后，不管是对电网还是发电企业都有一定的影响。对电网来说，在不同电网负荷情况下，湖南对电网的稳控策略和220 kV及以上水、火电并网机组旋转备用有了更严格的控制要求。对电厂来说，湖南电网实时调峰能力下降，火电厂利用小时不可避免下降，水电厂丰水期低谷将不可避免存在弃水调峰。因此，应及时了解高压直流功率和湘鄂联络线功率，了解湖南实时负荷动态，根据各电厂实际情况，及时向调度申请负荷，合理控制库水位。

（2）负荷断面受限带来的变化

五凌发电集控中心12个常规水电厂全部接入湖南电网，负荷断面受限情况主要集中在220 kV及以上的网调、省调电厂，以公司湘西南电网部分接入电厂断面情况为例，接线示意见图1。

图1 湘西南五凌公司断面受限示意图

牌长艳宗500 kV断面：在湘西南外送稳控策略投入且牌楼主变功率下网大于10万kW时，三板溪、白市、黔东电厂并网机组出力之和控制在210万kW；在湘西南外送稳控策略退出时，三板溪、白市、黔东电厂并网机组出力之和控制在130万kW。

艳牌500 kV断面：双回线路受132万kW限制。

牌黔220 kV断面：黔城变上送主网80万kW限制，500 kV牌楼变下送怀吉网130万kW限制。

因此，在丰水期500 kV断面影响三板溪、白市、托口电厂出力，220 kV断面影响洪江、碗米坡、挂治电厂出力和消纳，在枯水期因500 kV潮流是由长阳铺流向牌楼变，影响黔东电厂大方式运行。

（3）风、光伏等清洁能源装机逐年增长带来的变化

近几年，随着国家节能减排政策要求，风电、光伏发电等清洁新能源加速发展，截止2018年，湖南清洁能源中风电装机容量达347.6万kW，光伏装机容量达234.1万kW，其中在怀化、邵阳地区接入系统的风电、光伏装机约160万kW。从能源配置上来说，湖南是一个水电大省，受季节特点的影响明显，来水多集中在春、秋2季，且有来水集中、分布范围广、持续时间长的特点。在汛期时，各水电厂往往长时间满负荷运行，火电发电方式一般维持在系统稳定要求的最小开机方式。随着风电、光伏装机容量的逐渐增大，水电、风电和光伏发电同为绿色环保能源，在发电方式的安排上给电网也带来极大的挑战。

对调度机构来说，系统负荷在增加时，不同调度等级的电站优先级是不同的，并不意味着各电厂的出力一定会增加。例如湖南电网系统负荷在增加时，优先级别如下：外送电（例如：祁韶直流、湘鄂联络线）＞网调直调水电＞抽水蓄能＞中小电站（例如：风电、光伏、小水电）＞网调委托省调直管火电＞省调直调水电。五凌公司受此影响的主要是线路送出为220 kV电压等级的挂治、洪江、碗米坡电厂，负荷低谷时段和丰水期较为明显。

1.3 流域梯级电站特点引起的变化

2014年3月托口电站投产发电，标志着沅水流域水电开发全部完成，同年年底，五凌公司12个常规水电厂全部接入五凌发电集控中心。沅水上游的大部分水电站属五凌公司开发，三板溪、挂治、白市、托口、洪江5个水电厂以及主要出力从牌楼变送出的碗米坡电厂，均接入湘西南电网。在运行工作中就需要在各厂之间发电负荷计划制定、水位动态控制、调峰调频机组选择、电压联合调整、检修方式配合等方面进行综合考量，避免发生无效弃水。

（1）上下游电站水位约束限制情况。上下游电站的防洪调度、方式安排、检修配合等都是运行工作中的重要协调内容。在集控中心成立前的传统厂站值班模式中，运行人员这方面考虑是比较少的。对上下游电站不同特点、制约因素、实时信息的了解和掌握，是做好方式安排的前提。对于同属一个公司电站来说，水情、出力、检修等实时信息易于掌控。对于不同公司的电站，也需要对其检修方式、水位约束情况进行了解。否则，容易发生下游电站机组检修，上游电站出力受限制的情况，例如：洪江电站下游的安江、铜湾电站，凌津滩电站下游的桃源、双洲电站等。

（2）上下游电站发电负荷、出库流量、水流抵达时间等约束情况。上游电站发电流量到达下游电站的时间，例如：三板溪出库到达挂治电厂约25 min，托口出库到达洪江约3.5 h等。相邻电厂之间的负荷比例达多少时，入出库能维持平衡，例如：三板溪负荷/挂治负荷约为6/1时，挂治电厂入出库能维持平衡。

（3）同区域电网所在电站联合调度。利用公司几个电站都接入某一个区域特点，选择性能优、工况好、效率高的机组对电网电压、频率进行调整。以湘西南500 kV电压调整为例，湘西南处于电网的末端，夜间电压普遍偏高，运行人员可利用三板溪、白市、托口电站并网机组进相运行来调节电压，也可在黔东电厂机组运行时联系其在进相能力范围内调整，或根据振动区、进相能力、安全因素选择所需负荷出力较小的机组进行调压。

2 改进的建议和对策

（1）针对电力市场改革政策，分析变化的因素。在调度运行方面，做好中长期、短期、日前以及实时负荷预测，按汛期水量优先、非汛期效益优先的原则对中长期、短期、实时等发电方式进行优化，提高负荷预测准确度，减少耗水率，避免弃水损失电量。在水库调度方面，做好发电量预测：包括年度、月度、月中滚动预测，月末对各集控电厂发电量进行预测。发电预测不准可能造成公司承担更多的补偿费用。在市场营销方面，根据自身特点和实际情况尽量占据足够大的市场电量份额，年度开展交易时，应利用优先进入市场的机会，签订大量市场合同，保障月末各电厂市场电量转让的主动权，避免因挤占火电市场合同承担下调补偿。

（2）针对祁韶直流入湘的电网特性，分析祁韶直流对电网和电站的影响，了解管辖电站机组在电网的电气位置及出力限制条件，主动适应新的形势变化。同时加强现场与调度的沟通，了解直流负荷变化情况，根据电站水库水位、来水情况及时申请发电负荷，做到发电利益最大化。

（3）加强各级之间的沟通联系。与上下游电站运行人员加强联系，及时掌握上下游电站机组检修情况以及水库水位约束情况，熟悉和掌握管辖区域电站的机组特性、设备参数、运行特征和注意事项，合理安排机组运行方式和检修方式。

（4）建章立制，发挥管理效益。开展新电改政策及其影响的研究、密切跟踪配套文件的出台，迅速乃至超前谋划应对举措，同时根据电网结构变化以及所在流域特征等特点，编制相关管理制度和规程，从制度上完善管理短板，发挥管理效益。

（5）加强培训，及时补充培训内容。根据各变化特点，编制和完善培训方案，通过集中学习、专题培训、座谈讨论等多种方式，切实开展发电营销、水库调度、电网结构、调度知识等方面的培训活动。

3 结语

在电力深化改革、电网结构变化、清洁能源增长、流域梯级开发等因素发展下，水电集控运行值班从单一厂站运行模式发展到集中控制模式转变。在带来发展机遇的同时，也带来了挑战，对运行人员的业务技能、综合素质提出了更高的要求。运行人员应该主动转变发展观念，由单一“精运行”向“精运行、熟系统、懂市场、会营销”多方面全面发展，进而满足行业发展、企业安全运行的需求。