[doc格式] 清江梯級水電廠集中控制優(yōu)化調(diào)度

1、清江梯級水電廠集中控制優(yōu)化調(diào)度2009年第4期2oo9number4湖北水力發(fā)電hubeiwaterpow.er總第84期totalno.84文章編號:16713354(2009)04006604清江梯級水電廠集中控制優(yōu)化調(diào)度趙中華,呂新宇,田艷(湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司,湖北宜昌443000)摘要:介紹了清江梯級水電廠開展集中控制優(yōu)化調(diào)度過程中產(chǎn)生的效益,面臨的問題,及對今后工作的建議及展望.關(guān)鍵詞:梯級水電站;集中控制;優(yōu)化調(diào)度;效益中圖分類號:tv697.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:bcentralizedcontrolandoptimalschedulingof,?lngjiangcascade

2、hydropowerplantszhaozhonghua,l0xinyu,tianyan(hubeiqingjianghydropowerdevelopmentco.,ltd.,yichang443000,china)abstract:theachievements,benefitsandexistingproblemsaboutcarryingoutcentralizedcontrolandoptimalschedulingofqingjiangcascadehydropowerplantsinthepast10yearsarereviewed.thedevelopmentofthiswor

3、khereafterisprospected.keywords:cascadehydropowerplants;centralizedcontrol;optimalscheduling;benefits清江公司成立以來在清江流域建成了水布埡(裝機(jī)容量:1840mw),隔河巖(裝機(jī)容量:1212mw),高壩洲(裝機(jī)容量:252mw)三級梯級水電廠.清江干流多年平均徑流量為127億m,但清江流域為全國五大暴雨區(qū)之一,地處山區(qū),氣象條件非常復(fù)雜,流域來水不均勻,預(yù)報的準(zhǔn)確性有時并不理想,汛期容易發(fā)生河水暴漲,造成棄水,甚至是局部洪水災(zāi)害.因此實行流域梯級水電廠及水庫的集中控制優(yōu)化調(diào)度,充分利用有限的

4、水力資源多發(fā)電是提高清江公司效益的有效手段.清江公司于1999年5月成立了清江梯調(diào)管理中心(以下簡稱”梯調(diào)”).清江梯調(diào)自成立起就開始逐步探索,逐步實現(xiàn)清江流域三級水電站的集中控制及優(yōu)化調(diào)度,在流域水電站集中控制,優(yōu)化調(diào)度方面積累了一定的經(jīng)驗并形成了一套有效的管理運行模式.1清江梯調(diào)集中控制運行的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀清江梯調(diào)作為清江梯級電廠的遠(yuǎn)方集中控制中收稿日期:20090514作者簡介:趙中華,男,工程師,從事梯調(diào)電力調(diào)度工作.66心,是清江梯級電廠集中控制運行和電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理的機(jī)構(gòu),直接接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的調(diào)度指揮和業(yè)務(wù)管理.其主要職能是負(fù)責(zé)清江流域梯級水電廠水庫,機(jī)組的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度和電力市場

5、的開拓及其政策研究.在1999年以前,清江公司的電力生產(chǎn)部,水調(diào)中心和梯級電廠機(jī)構(gòu)相對獨立,職能分離,各負(fù)其責(zé),水情,計劃,市場和實際生產(chǎn)難以協(xié)調(diào)統(tǒng)一.在1999年清江梯調(diào)中心成立以后,在制訂發(fā)電計劃的過程中,考慮了市場因素,來水情況,電價差異,電量結(jié)構(gòu)和設(shè)備情況,在實際生產(chǎn)過程中,充分考慮了梯級水庫的能量平衡和能量轉(zhuǎn)移問題;但在執(zhí)行過程中,當(dāng)時的梯調(diào)中心建議只能通過兩廠的運行人員向電網(wǎng)調(diào)度員申請,缺乏時效性.在流域梯級水電廠實現(xiàn)集中控制運行以后,清江梯調(diào)中心在綜合考慮水情,市場,設(shè)備,價格的基礎(chǔ)上,優(yōu)化調(diào)度方案,對外可以迅速地向網(wǎng)調(diào)申請,對內(nèi)可以直接對機(jī)組進(jìn)行操作,對下達(dá)計劃進(jìn)行微調(diào).目前清

6、江梯調(diào)集中控制的流程可見圖1說明.趙中華等:清江梯級水電廠集中控制優(yōu)化調(diào)度2009年7月圖1梯調(diào)集中控制流程由圖1可以看出,在電力生產(chǎn)實施流程中,華中網(wǎng)調(diào),湖北省調(diào),清江梯調(diào)及清江流域電廠形成了一套新的調(diào)度業(yè)務(wù)關(guān)系.正常方式下,清江梯調(diào)作為清江梯級電廠的遠(yuǎn)方集中控制中心,直接接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的調(diào)度指令,由梯調(diào)值班人員執(zhí)行或轉(zhuǎn)達(dá)至梯級電廠值守人員操作,梯級電廠在電力調(diào)度業(yè)務(wù)上直接接受梯調(diào)的操作指揮和管理,電廠逐步實現(xiàn)無人值班,少人值守的運行工作模式(圖1中實線表示的關(guān)系);在電網(wǎng)事故或通信異常的情況下,電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)值班調(diào)度員可直接對梯級電廠值守人員下達(dá)調(diào)度指令(圖1中虛線表示的關(guān)系).2流域梯級

7、電廠實現(xiàn)集中控制運行的目的和意義2.1流域梯級電廠實現(xiàn)集中控制運行是一種發(fā)展趨勢梯級電廠實現(xiàn)集中控制運行是流域性水電開發(fā)企業(yè)的必然選擇,這樣的調(diào)度模式有利于實現(xiàn)自然資源和人力資源的優(yōu)化配置,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展.流域梯級電廠實現(xiàn)集中控制運行體現(xiàn)了發(fā)電廠自動化的發(fā)展水平,是技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果.流域梯級水電廠實現(xiàn)集中控制運行,是發(fā)電企業(yè)實現(xiàn)管理創(chuàng)新,體制創(chuàng)新的需要.2.2流域梯級電站實現(xiàn)集中控制運行的現(xiàn)實意義流域梯級電廠實現(xiàn)集中控制運行,充分考慮了電力產(chǎn)品的特點是產(chǎn)供銷同時發(fā)生和完成.目前主要是構(gòu)筑了一個平臺,通過這個平臺,可將謀劃,謀劃的實施手段與具體實施進(jìn)行高度整合,加強(qiáng)生產(chǎn)與市場的有機(jī)聯(lián)系.3集中

8、控制,優(yōu)化調(diào)度的優(yōu)勢梯級水電廠集中控制調(diào)度是根據(jù)梯級串聯(lián)水庫的內(nèi)在關(guān)系,按照水量平衡的原則,整合水庫調(diào)度,發(fā)電調(diào)度,市場營銷等方面的因素,充分利用水能資源,設(shè)備資源,人力資源,實現(xiàn)流域電站間優(yōu)化分配的一種新型調(diào)度模式.集中控制的必要性和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下方面:(1)集中控制,優(yōu)化調(diào)度有利于發(fā)揮電廠的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益,可以充分發(fā)揮人力,技術(shù),資金和設(shè)備等方面的優(yōu)勢,減少運行成本.流域梯級電廠統(tǒng)一由一個機(jī)構(gòu)集中控制,容易實現(xiàn)最佳經(jīng)濟(jì)規(guī)模效益.以清江流域目前情況來說,全面實現(xiàn)流域三級梯級電廠的集控運行后,整個負(fù)責(zé)水情,電力調(diào)度和電力營銷的人員一共不到30人,而現(xiàn)場值班人員由每值23人減至1人,且主要負(fù)責(zé)

9、巡視和排除缺陷的值守工作.(2)集中控制,優(yōu)化調(diào)度能夠改善梯級電站水庫的調(diào)節(jié)特性,提高機(jī)組運行特性,提高水能利用率.實現(xiàn)梯級電站集中控制,可以通過合理調(diào)整各個電廠的發(fā)電計劃,解決梯級電站水庫水量資源在空間和時間上分布不均勻的問題,充分利用各水庫的有效庫容,實現(xiàn)水能資源的優(yōu)化利用,提高梯級水電站的整體發(fā)電效益.實現(xiàn)梯級電站集中控制,還能夠保證梯級各電廠機(jī)組盡可能在設(shè)計水頭范圍內(nèi)穩(wěn)定運行,避免各個電廠分散調(diào)度時機(jī)組較常處于低效率區(qū)運行,減少機(jī)組小出力運行時間,避免機(jī)組的運行工況惡化,能大幅度減少機(jī)組的磨損程度和其他損壞因素.實現(xiàn)梯級電站集中控制,可通過對各電廠機(jī)組負(fù)荷的合理分配綜合減少梯級電站的機(jī)

10、組在電力系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)備用的運行時間和機(jī)組空載運行時間及減少機(jī)組穿越振動區(qū)的次數(shù),這樣無論是對提高機(jī)組運行工況,還是對提高水能利用率,都具有十分重要的作用.(3)集中控制,優(yōu)化調(diào)度能夠保障防洪,發(fā)電,灌溉,航運,水產(chǎn)養(yǎng)殖等巨大社會經(jīng)濟(jì)效益.實行流域電廠集中控制能夠充分發(fā)揮水利水電工程對環(huán)境的有利影響,消除或降低不利影響至最低限度,使水利水電工程與環(huán)境相融合,相協(xié)調(diào);使水利水電建設(shè)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,資源可持續(xù)利用,生態(tài)良性循環(huán)服務(wù).以清江流域為例,從防洪的角度來說,通過三級梯級水庫分級攔蓄洪水,統(tǒng)一調(diào)洪,能夠有效地使最大泄洪流量降至最低,提高梯級水利樞紐工程自身防御洪水的能力,同時能夠為長江防洪進(jìn)

11、行削峰,錯峰,使防洪效益進(jìn)一步得到發(fā)揮.從水產(chǎn)養(yǎng)殖的角度來說,從清江梯級水庫集中控制以來,特別是高壩洲庫區(qū),因為優(yōu)化調(diào)度,使水庫水位基本控制在一個合理范圍內(nèi),極大地減少了前些年出現(xiàn)的庫區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖戶因水庫水位的大幅波動造成部分經(jīng)濟(jì)損失的情況.67湖北水力發(fā)電2009年第4期通過20062008年各電站運行狀況(見表1),可部分說明以上觀點.表120062008年各電站運行狀況注:表1中數(shù)據(jù)為2005年5月16日清江梯調(diào)正式實現(xiàn)遠(yuǎn)方集中控制,優(yōu)化調(diào)度以來運行分析中統(tǒng)計的部分?jǐn)?shù)據(jù),因水布埡電廠首臺機(jī)組是于2007年7月投產(chǎn)發(fā)電,其他3臺機(jī)組分別于2008年3,5,8月投產(chǎn)發(fā)電,其數(shù)據(jù)不具有完整的代表

12、性,未在表1中列出.4集中控制,優(yōu)化調(diào)度實施的條件及手段4.1技術(shù)準(zhǔn)備清江梯調(diào)為配合實現(xiàn)遠(yuǎn)方集中控制,目前已建成了梯調(diào)監(jiān)控系統(tǒng),梯調(diào)水情測報系統(tǒng),清江梯級水電廠監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),梯調(diào)與華中電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)連接系統(tǒng),清江電力調(diào)度通訊系統(tǒng),電力電量自動采集及報表系統(tǒng),隔,高兩廠工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)等.4.2規(guī)章制度建設(shè)在電網(wǎng)和清江公司的指導(dǎo)和有關(guān)部門的大力支持下,清江梯調(diào)組織編寫和完善了清江梯級水電廠調(diào)度管理規(guī)程,清江梯調(diào)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運行規(guī)程,清江隔河巖和高壩洲水庫調(diào)度規(guī)程,清江梯調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)事故處理管理規(guī)定和相關(guān)的梯級水電廠調(diào)度管理制度,工作制度.為理順調(diào)度關(guān)系,分清調(diào)度管理職責(zé)提供了有力的制度保障.

13、4.3集中控制運行人員情況清江梯調(diào)中心為實現(xiàn)流域電廠集中控制成立的調(diào)度部現(xiàn)有調(diào)度值班人員10人,值長全部是從隔河巖及高壩洲電廠抽調(diào)的,從2000年開始通過到華中網(wǎng)調(diào),湖北省調(diào)學(xué)習(xí),到梯級電廠現(xiàn)場培訓(xùn)和實踐,進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn),通過長時間的培訓(xùn)和實踐,調(diào)度及相關(guān)人員的專業(yè)技術(shù)水平,實際工作能力和事故應(yīng)對能力得到不斷提高,并且這種培訓(xùn)制度一直延續(xù)至今.4.4集中控制的實施手段清江梯調(diào)作為清江梯級電廠的遠(yuǎn)方集中控制中6r心,直接接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)度員的調(diào)度指令,由梯調(diào)值班人員直接執(zhí)行或轉(zhuǎn)達(dá)至梯級電廠由值守人員操作.目前清江梯調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)有梯調(diào)站間agc(edc)及與流域三級電廠相應(yīng)的3個站內(nèi)agc

14、,電網(wǎng)調(diào)度員下達(dá)到梯調(diào)的控制令和調(diào)節(jié)令主要是通過這些agc實現(xiàn)的.清江梯調(diào)中心實施集中控制的工作內(nèi)容包括:負(fù)責(zé)梯級電廠機(jī)組遠(yuǎn)方開/停機(jī),負(fù)荷調(diào)整等操作,并對梯級電廠發(fā)變電及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行運行監(jiān)視,與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的調(diào)度聯(lián)系,嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度指令,或?qū)⒅噶罴皶r向梯級電廠轉(zhuǎn)發(fā);在電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一指揮下,配合電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行電網(wǎng)事故處理,及時準(zhǔn)確地向梯級電廠下達(dá)事故處理指令;負(fù)責(zé)組織編制梯級電廠年,月,13發(fā)電計劃和運行方式,并報網(wǎng),省公司批準(zhǔn)后執(zhí)行;負(fù)責(zé)梯級電廠生產(chǎn)報表統(tǒng)計與考核,并按電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的要求上報;負(fù)責(zé)受理,申報并批轉(zhuǎn)梯級電廠設(shè)備檢修,消缺申請,轉(zhuǎn)發(fā)操作指令票或下達(dá)開工指令;負(fù)責(zé)梯級電廠廠區(qū)通

15、信和信息設(shè)備的維護(hù),檢修和更新改造(除電力載波設(shè)備外);負(fù)責(zé)編制水庫運行調(diào)度方案,并按要求報批后執(zhí)行.5實施集中控制,優(yōu)化調(diào)度面臨的問題及建議5.1梯級電廠電壓等級不同的影響由于各電站在電網(wǎng)中的作用和地位不同,決定了其上網(wǎng)的電壓等級不同.清江梯級電廠中高壩洲電廠3臺機(jī)組及隔河巖電廠2臺機(jī)組通過220kv電壓等級上網(wǎng),隔河巖另2臺機(jī)組及水布埡電廠4臺機(jī)組通趙中華等:清江梯級水電廠集中控制優(yōu)化調(diào)度2009年7月過500kv電壓等級上網(wǎng).在目前的電力系統(tǒng)實際情況下,電壓等級不同會導(dǎo)致各電廠出力不匹配,對于實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度造成了一定困難.而且目前這個問題很難得到有效的解決.5.2不同調(diào)節(jié)性能水庫的影響清江

16、梯級電站水庫的調(diào)節(jié)性能各不相同,水布埡為多年調(diào)節(jié)水庫,隔河巖為年調(diào)節(jié)水庫,高壩洲為日調(diào)節(jié)水庫,同時高壩洲為隔河巖的反調(diào)節(jié)水庫,而隔河巖也可以說是水布埡的反調(diào)節(jié)水庫.不同調(diào)節(jié)性能的水庫決定了不同的水庫調(diào)度方式,如匹配不好,要么就會產(chǎn)生棄水,要么就會降低水能利用的效率.同時水庫汛期水位如何控制是影響水庫發(fā)電效益的重要因素.根據(jù)國家防洪法有關(guān)規(guī)定,汛限水位以上的防洪庫容由防汛部門直接調(diào)度,電站管理單位沒有任何權(quán)力干涉.而對水電廠來說,一旦錯過了蓄水時機(jī),就無水可蓄,將影響整個供水期水庫運行方式.這就需要加大對流域水文氣象預(yù)測及水庫調(diào)度,防洪調(diào)度的研究力度.目前清江梯調(diào)已在這些方面積累了一定經(jīng)驗并形成

17、了比較有效的理論系統(tǒng).5.3調(diào)度關(guān)系的影響梯級電廠集中控制運行是一件新生事物,在國內(nèi)沒有可資借鑒的成熟經(jīng)驗.雖然在新的調(diào)度關(guān)系調(diào)整的探索過程中解決了一些以前未遇到的問題,但清江梯調(diào)仍應(yīng)按照電網(wǎng)公司的要求和清江實際,盡快適應(yīng)這種新的調(diào)度關(guān)系,明確責(zé)任,在安全生產(chǎn)和專業(yè)管理等方面不缺位,維護(hù)正常的調(diào)度生產(chǎn)秩序,切實提高電力生產(chǎn)的效益.這一方面需要梯調(diào)積極與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào),理順調(diào)度關(guān)系;另一方面需要梯調(diào)努力提高內(nèi)部生產(chǎn)管理水平,加強(qiáng)各電力生產(chǎn)單位在專業(yè)上的相互協(xié)作;同時需要梯調(diào)與梯級電廠理清工作職責(zé)及安全責(zé)任范圍,并加強(qiáng)在電力生產(chǎn)上各方面信息的溝通和相互協(xié)作.5.4人員素質(zhì)的影響新的調(diào)度管理模式對

18、人員素質(zhì)提出了更高的要求,雖然梯調(diào)中心工作人員已經(jīng)過各方面培訓(xùn),但畢竟相關(guān)人員不在現(xiàn)場,所以仍需繼續(xù)加強(qiáng)培訓(xùn),加深對現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)的熟悉程度,提高應(yīng)急處理事故的能力;加強(qiáng)水,電調(diào)度人員的交叉培訓(xùn),提高專業(yè)業(yè)務(wù)知識的深度和廣度,滿足目前生產(chǎn)調(diào)度和未來發(fā)展的要求.6結(jié)束語發(fā)電企業(yè)的目標(biāo)是追求個體利益的最大化,電力市場的運行規(guī)則引導(dǎo)并約束發(fā)電公司的行為;而市場中不確定和未知因素的存在給發(fā)電企業(yè)特別是調(diào)峰調(diào)頻電站帶來了風(fēng)險和額外收益的機(jī)會,梯級電廠的集中控制,優(yōu)化調(diào)度保證了流域梯級電廠最大限度地發(fā)揮效能.梯級電廠的集中控制,優(yōu)化調(diào)度是一種新的理念,隨著國家流域開發(fā)戰(zhàn)略的發(fā)展,其地位也必將得到肯定,對梯級電廠的調(diào)度管理方法也將越來越完善.第二屆世界水電大會在冰島舉行國際水電協(xié)會主辦的第二屆世界水電大會(iha2009worldcongress)于2009年6月24日至29日在冰島首都雷克雅未克舉行.來自50多個國家的政府代表,水電界代表以及聯(lián)合國,國際金融機(jī)構(gòu),非政府組織等270余名代表參加了本次大會.冰島共和國總統(tǒng)奧拉維爾?拉格納?格里姆松(61afurragn