多电站集控模式下负荷二次分配研究

多电站集控模式下负荷二次分配研究

李博

重庆大唐国际彭水水电开发有限公司   重庆 彭水   409600

摘  要：各大发电集团在部分省市成立有包含公司在该省全部或部分电站的集控中心，接入集控的电站主要以水电为主，在电网调度机构同意的前提下，对所有集控电站的总负荷进行二次分配意义重大，不仅有利于不同流域梯级水电的水库优化调度，也对所有电站的经济运行起着决定性作用。本文主要介绍开展符合二次分配的意义及如何实现较为优化的二次分配，以实现归属母公司的利益最大化，同时根据水电的负荷二次分配经验，进行水风一体的经济运行研究。

关键词：集控；经济运行；二次分配

0引言

如今，各大发电集团在部分省市建立集控中心已成为一种趋势，接入集控的电站主要以水电为主，部分集控中心还接入了风电场。以大唐重庆分公司集控中心为例，其接入了水电和风电，甚至分公司所属的火电的监控信息也接入了集控中心。水电和风电实现了由集控调度和控制，火电虽不进行调度和控制，但仍通过掌握其实时信息开展了部分与电网调度协调及运行方式安排等工作。对于接入集控运行的水电站和风电场，电网调度保留了调度到机组的权力，但在不影响电网安全和运行方式安排的前提下，部分时段电网调度允许由其给定集控电站的总负荷，再由集控中心再满足水库调度及水位控制要求的前提下进行二次分配，以实现水电在相对经济的负荷区间运行。

1负荷二次分配介绍

水电站的出力本质上是由来水决定的，但电网的需求也会在某一时段决定电站机组的出力，水电站机组开停机及出力调节较快的特点也对保证电网的频率调节起着至关重要的作用。

总体而言，电网内各电站及机组的负荷由电网调度根据各种边界条件，在保证频率合格的情况下进行合理分配，电网主要考虑的是当前电网运行的安全，保证电网内各项指标、参数合格，以实现连续长周期的安全稳定运行。某一个或多个电站运行是否经济并不在其考虑范围内，而集控中心的一大职能就是在保证电网安全的前提下，通过适应不同电站的特点，尽可能的实现各电站在经济的负荷区间运行。特别是在丰水期，电网的需求不能完全消耗来水时，通过由集控中心进行负荷分配，对接入集控的电站有的多发，有的少发，以归属母公司利益最大化为原则，实现效益最大化。

2 负荷二次分配的依据

2.1 不同电站、机组经济运行区间的界定

每一座电站，不同的机组，最经济的出力区间都不尽相同。通过掌握不同形式机组的特点，以及大量基础数据的收集，得到不同机组的经济运行出力区间。对于长距离引水式电站，在多机共用一管的情况下，尽量减少机组的运行台数，可减少机组的水头损失，同时减少开机台数，可保持尽量多的在网运行时间，减少机组全停时长，从而减少下网电量，以达到运行更加经济的目标。而对于彭水电站这种大型电站，则要通过大量的基础数据收集来判断其经济运行区间，通过收集机组在不同负荷下导叶开度等相关数据，再结合机组振动摆度及当前缺陷等情况，可以得出每一台机组的经济出力区间，以及不同机组的开机顺序，尽量实现效率高的机组多运行，多在较为经济的出力区间运行。

2.2 实现归属母公司利益最大化

在总的负荷需求一定的情况下，如何对负荷进行最优安排不仅要考虑机组的经济运行处理区间，还要考虑不同电站的收益情况。由于不同电站建设及投产的时间不同，当时所处的政策环境也不尽相同，导致电站的上网电价也有细微的差别。此外，不同电站盈利能力也不同，为了避免出现亏损企业，对照年度电量及利润目标。在进行负荷分配时应安排上网电价高的电站多发，可能出现亏损的电站多发，以实现归属母公司的利益最大化。

此外，在市场竞争下，分时电价政策也对如何进行负荷二次分配有着重要影响，简单来说，就是合理分配负荷使电站尽量在电价高的时候多发，电价低时少发，实现利益最大化。

3 对电网的影响

即使集控中心在某些情况下拥有一定的调度权，但为了确保电网运行安全，电网调度机构仍保留了调度到机组的权力。但在大多数情况下，集控中心均可以正常开展负荷二次分配，对电网没有不利影响。只是在电网某些线路运行方式有变化，或者因为电力保供等原因电网对水电站水位有具体要求时，负荷的分配就应当服从电网调度，确保电网安全稳定运行。

在大多数的情况下，集控中心开展负荷二次分配也对电网调度机构减轻了工作负担。因为在没有成立集控中心或者没有开展负荷二次分配时，调度员需要实时关注并调度所有电站的出力情况。以重庆电网为例，由于峰谷差大，调峰困难，水电机组因为开停机及负荷调节速率快，常常作为第一、第二调频厂，彭水电站作为重庆电网内装机最大的水电站，多数情况下均为第一调频厂。而彭水电站即使装机容量较大，很多情况下仍然会有调节困难的情况，而如果由集控中心来开展负荷二次分配，那就相当于将集控所有电站作为一个电站来进行调频，调节能力大大增强，从某种程度上减轻了电网调度员的工作强度。建设集控中心不仅节约了企业自身的人力资源成本，也在一定程度减轻了电网调度机构的工作强度。

虽然存在上述的优点，但也有与电网调度相关规定有矛盾的地方，这些矛盾不涉及电网安全。以重庆电网为例，在丰水期时，按照电网的规定，在网内负荷都不能满足水电站的来水需求时，电网的策略是按照年调节、季调节、日调节的优先级进行负荷安排。这与集控中心按照经济运行策略进行负荷安排存在冲突。需要持续与电网开展沟通协调工作，在整体满足电网负荷分配原则的情况下，持续开展负荷二次分配。

4 通过负荷的二次分配实现水量的二次分配

水电站尤其是中小型水电站，在不担负特定的调节任务的情况下，在水量一定时，通过梯级电站联合优化调度，合理分配负荷已达到合理分配水量的目的。通过合理的水库调度计划及相应的发电调度计划，尽量保持机组在高效率区间运行，即用最少的水，发最多的电，实现水量的二次分配和利用。

4 水电、风电联合经济运行研究

大唐重庆集控中心作为接入了水电和风电，如何联合开展经济运行是下一步需要研究的课题。重庆多为山地风电，常常为夜间风速较大，而夜间正好是负荷低估，随着国家大力发展新能源，大量风电机组投产，这对低估的风电消纳带来严峻考验。虽然目前重庆电网的政策是风电全额消纳，但在不远的将来，弃风仍有可能出现。结合集控中心水电、风电的集控优势，发挥互补作用，在加强风功率预测的前提下，促进风电电量的消纳，也是实现水风一体经济运行而必须研究的课题。通过加强电网负荷预测、水电来水、风电来风的分析，实现新能源电量的最大化消纳。

参 考 文 献 

[1]马跃先.，王艳华，结合水库调度的小型水电站二次水量分配， 水电自动化与大坝监测，2007，31

[2]徐海涛，论区域电站集控中心在水电联合优化调度中的作用，科技创新与应用，2015年第34期

[3]王永强，厂网协调模式下流域梯级电站群短期联合优化调度研究，2012

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