松林河流域优化经济调度运行研究

松林河流域优化经济调度运行研究

冷华波

（四川松林河流域开发有限公司， 四川 雅安， 625400）

摘要：通过研究松林河流域电站现状，研究流域电站经济运行和水电优化调度措施，实现统筹利用资源、提高水能资源利用率，充分发挥流域综合经济效益的目的。

关键词：流域水电站；经济运行；水库调度；优化。

1 背景介绍

松林河梯级开发为“一库九级”方案，湾坝河自上而下的电站依次为湾三水电站、湾二水电站和湾一水电站；洪坝河自上而下的电站依次为洪坝水电站（洪三电站、洪二电站联合开发）和洪一水电站；松林河干流自上而下的电站依次为大金坪水电站、松二水电站和松一水电站，实为“八级”开发。八级电站共利用落差1856m，总库容1.1亿m3，总调节库容0.9572亿m3，总装机容量58.12万kW。联合运行时，可使湾坝河和松林河干流的梯级电站达到年调节，枯期平均出力19.62万kW，年发电量30.73亿kW·h，枯期电量7.81亿kW·h。

（一）已建电站概况

大金坪水电站是松林河最上游一级电站，下游与已建成松二电站相连。大金坪水电站是由湾、洪两库联合引水，松林河干流建厂发电的引水式电站。电站为日调节水库，装机容量3×43MW，年利用小时数4930时；洪一水电站位于松林河次源洪坝河上，是洪坝河规划梯级开发中的第三级水电站，装机容量2×40MW，年利用小时数4963时。其上游为洪坝水电站（洪二、洪三合并开发），下游为装机为129MW的大金坪水电站。洪一水电站为径流引水式电站，无调节库容，及防洪要求；洪坝水电站是松林河次源洪坝河二级低闸高水头引水式电站，具有日调节能力。电站装机容量2×50MW，年利用小时数5090时；湾二水电站，是松林河主源湾坝河上第二级低闸引水式电站，电站具有一定的调节能力。装机容量2×33MW，年利用小时数4833时。大金坪、洪一水电站由大金坪集控中心集中控制，湾二、洪二水电站由松林河集控控制。

（二）湾三水电站（龙头水库电站，待开发）

湾三水电站是松林河流域水电规划“一库九级”自上而下的最上一级电站，下衔湾二水电站，装机容量2×36MW。水库正常蓄水位1692.00m，最低运行水位1683.00m，调节库容0.93亿m³，具备年调节能力。

（三）流域电站运行方式

（1）大金坪电站两水库的调度运行

湾坝河水库没有日调节库容仅需满足洪坝河水库引水要求，平枯期，当洪坝河入库流量大于机组满发流量79.2m3/s时,湾坝河水库可不参与水库联合调度，自行安排水库冲沙、检修等。汛期按分界流量运行，在次源满足满发流量时，不调用湾坝河水源。

（2）洪一水电站运行方式

洪一水电站根据上游滨东水电站运行方式与之同步运行，需要考虑的是与大金坪电站集控后两站负荷联调与库水位控制的关系，以达到经济调度的要求，平、枯期，洪一水电站与洪坝水电站同步进行日调节，前池水位在1529.16m～1527.73m之间消落。汛期当洪坝水电站停机冲沙时，洪一水电站随之停机冲砂，并同步恢复发电。

2 优化调度面临的问题

洪一水电站因无调节水库，无压隧洞仅能满足两站最大、最小运行方式时的调节时间，调节能力主要受限于洪坝水电站的实时发电计划。

大金坪水库调节库容为55万m³，具备日调节能力，优化调度主要是在水库的调度运用和控制方面。做好水库调度就解决了最基本优化调度问题，在确保枢纽工程安全的前提下，合理利用有效库容进行发电、泄洪、冲沙、排污，便能充分发挥电站经济效益。

流域梯级电站经济运行和优化调度控制，解决好流域电站发电计划优化制定及负荷优化分配为准则。根据流域水电站优化调度控制问题的特点，主要考虑：流域站间联合调度、发电计划联合分配、优化发电计划申报匹配及机组开机顺序优化等问题。

3 优化调度研究

（1）流域集控间联合调度：即下游大金坪、洪一电站与上游洪坝、湾二电站实行联合调度，根据流域来水情况、天气情况、库水位情况进行联合运行。根据流域特性，按平枯期和汛期来水量，进行长、中、短期运行方式安排、发电计划制定，其目标是在完成上级调度部门下达的负荷指令的同时，始终维持流域水电站在最小耗能状态。因此，加强流域电站间水调自动化水平，实现长期优化调度是关键。故而，要减少人员联系之间的操作误差和决策失误，可考虑建立流域集控中心监控系统，共享资源，实现流域水电站联合短期优化调度和流域实时负荷分配。

（2）大金坪集控电站联合调度：大金坪集控中心根据收集的水雨情信息、两库间引水情况，上游电站的出库流量等，由集控中心根据水库调度运行方式，在综合两站负荷分配及来水变化、机组耗水率因素、站间负荷躲避振动区、机组开停机时间等因素外，控制总负荷在大金坪、洪一两级水电站间的最优分配。

（3）优化发电计划申报：大金坪集控中心与松林河集控中心之间，加强中长期及短期水库调度计划及日发电计划的申报。由于流域特性，两集控中心电站间均存在“站内联调”的操作，根据来水预测及天气中长期预报，两集控应加强沟通，发电计划申报尽可能做到同步、匹配。这样按照最大发电量准则及库水位越限程度最小准则控制，提高水库调度经济效益，也能体现经济调度，提高经济效益。

（4）优化机组开停机顺序：平、枯期，根据大金坪电站、洪一电站机组运行特性曲线，结合水库库容曲线，按照同期耗水率对比确定机组最优开停机顺序。依据耗水率分析制定不同负荷段机组的最佳开机组合，实现水能的最大利用。

（5）建设流域集控中心监控系统：首先根据流域历史及实时来水情况、气象资料对流域水电站的来水量进行长、中、短期预报和实时修正，为流域水电站优化调度决策提供基本水情信息。其次，考虑流域防洪、流域各电站的设计保证出力等因素，进行流域水电站联合中长期发电优化调度及防洪优化调度；通过流域水电站合理的蓄放水次序，提高流域水电站在年内的保证出力和总发电量；最后，流域集控中心监控系统优化调度部分按照站间经济调度控制（EDC）和各水电站的自动发电控制（AGC）实现流域水电站联合短期优化调度和流域实时负荷分配。

（6）优化调度控制方式：集控中心通过对流域水情、电站发电状态、电网负荷要求和各项约束条件的综合判断分析，提供最优的发电调度方案，最终通过计算机监控系统实现方案功能，计算机监控系统提供单机控制、流域电站联合控制、等值分配及流域时序动态分配控制等策略模式，实现同流域同系统或同流域不同单位的最优分别策略，提供给流域各电站优化调度控制方式的解决方案，实现流域优化经济调度。

（7）湾三水电站龙头水库投运，实现流域综合调节，提高流域水电站综合经济运行效益。根据初设报告，湾三水库建成后，装机年利用小时增加370h，流域整体效益明显提升。

4 结论

流域水电站优化调度控制并不仅仅是简单意义上的负荷优化分配问题，而是流域发电计划优化制定、站间及站内负荷优化分配、流域电站水位动态控制等一系列的优化调度决策共同组成的。在考虑流域梯级水电站联合调度实现发电效益最大化的同时也要考虑到梯级水电站安全防洪的因素、联合运行最小开/停机次数，站间联合躲避振动区以及负荷大规模转移及电网安全稳定约束条件等等，找到一个合理、安全的平衡点是实现流域经济优化调度运行的前提，也是策略研究的重点方向。

参考文献

[1] 余平.流域水电站群经济运行和优化调度系统设计研究-.自动化技术与应用，2012.

[2] 张家平.雅砻江流域梯级电站群联合优化调度研究[J]-.四川水力发电，2014.

[3] 钟青祥，何红荣，杨忠伟，罗玮，大渡河流域梯级水电站集控中心“调控一体化”系统的建设与运行-水电自动化与大坝监测，2014.

作者简介：

1.冷华波（1979-）男，四川荥经人，工程师，主要从事电力生产及运行管理工作，专业方向机电一体化、信息技术。