白渔潭水电站水情与机组运行方式分析.doc

白渔潭水电站水情与机组运行方式分析 大唐衡阳发电股份有限公司 唐涛萍一、公司概况大唐衡阳发电股份有限公司白渔潭水电站（以下简称“白站”）位于衡阳市东北部耒水河口15.7km，离衡阳市中心15km,坝址控制流域面积11170km2，是一座以发电为开发目标的低水头泾流水电站。枢纽建筑物包括拦河坝（溢流坝和非溢流坝）、主副厂房、船闸、溢洪道等四个部分。溢流坝位于河床中部，长182.35m，为无闸门控制的自由溢流式坝，坝顶高程为58m。水位超过58m的正常蓄水位时溢流坝开始溢流。全站共装有8台水轮发电机，总容量21.9MW。水库总库容2.65亿m3，有效库容0.08亿m3，设计洪水位64.20m，校核洪水位65.95m，正常蓄水位58.00m，死水位57.00m，调节性能为日调节。库区多年平均降雨量为1488mm，多年平均径流总量：97.76亿m3，多年平均流量310m3/s，实际最大流量：7100 m3/s实际最小流量：49m3/s。二、20052009年水情分析1、五年中各月上游来水量特点，见图1。图1 图1、五年上游来水量从图中来看，五年中月平均来水量最高的区域的月份为3-8月，平均来水8.7亿M3，处于最低区域的月份是10、11、12月，近五年月平均来水量仅在4亿M3左右，低于其它月份。上游库区来水特点：丰水期耒水流域在东江水库库区降雨形成的径流水量被截流拦蓄，平时以保证下游社会用水为基准下放约50-100 m3/s，东江以下流域降雨形成的径流通常在雨后一周时间结束。8-10月湘江流量偏小，为保湘江中下游城市用水，东江水库加大下泄流量至150300秒立方米。距白站上游七十公里处的遥田水电站参加系统调峰运行时，下泄的水量经过68个小时左右进入白站大坝前。2、五年来各月溢洪量特点，见图2。图2 图2、近五年各月溢洪量由图2可见，五年月溢洪量最高月份为5、6、7、8月，平均泄洪量为4.5亿 M3，五年月溢洪量处于最低区域的有10、11、12月，即第四季度的三个月，五年平均溢洪量均低于0.2亿M3，远低于其它月份，特别是10月份溢洪量几近于零。三、水情与机组运行方式分析通常认为，水电站来水量与发电量之间应成正比关系。来水越多发电越多。但对于低水头径流式水电站而言，它们之间并不是单纯简单的正比例关系。从白站多年运行情况分析看，只有日调节功能的小水库、，需根据来水量、入库流量、当时水位水头灵活机动调整机组开停机状态，这样才能充分合理、科学地利用水能，以达到机组的最经济运行，使发电效益最大化。1、各月水情与发电量分析（1）、来水量多的月份发电量并不在最大值，往往出现下降现象。因为来水量最大的月份往往溢弃量也最大，如洪水期间，白站日来水量大但大部分水能都直接溢弃，水能利用率偏低，反而不利于发电及机组运行调节。另外因洪水流量过大，造成上下游水位落差下降，机组接带负荷不高直至被迫停机，发电量减少。图3、五年来上游来水量、溢洪量与发电量均值图如图3所示，五年中各月来水量呈单峰状，14月与912月间，来水基本均衡，进入汛期的58月，受降雨过程影响，上游来水逐渐增多，并在78月间出现极值（其中2006年因碧丽丝台风影响，来水出现建厂以来的最大值）。相对应，泄洪量亦在上述月份中呈单峰状分布。从发电量分析，五年来各月中发电量起伏不大，基本呈直线分布，但在来水量大的月份里发电量却呈下降态势，洪峰过后，发电量又开始增加，到四季度因上游来水量偏少发电量减少。（2）、传统的枯水月份中（1、2月）来水不枯，发电量不低。产生此现象的原因是：白站来水量除随季节性来水量变化外，还受到上游各梯极电站放水量牵制。东江水库正常运行为丰水期拦蓄库区流域流量，进入12月及第二年一季度，集中放水发电。其二在传统枯水月时期时常出现几天的丰水水情，可以保证机组全开，甚至发生弃水现象；其三丰水月某段时期连续出现一段时期的枯水水情，来水量严重不足，发电量偏少。总之，来水量最多的月份发电量并非最高。对于日调节水库，真正创下全年发电量高峰的是日均来水量在300-400 m3/s的月份，在此状态下，即可保证机组全开接带负荷，又可避免坝面弃水。2、丰水期、枯水期机组运行方式分析选取2008年平水年为例并依据图4中实际来水量数据，来水量最多的四个月为3、5、6、7月，来水量最少的四个月为9、10、11、12月，剩下的1、2、4、8月为平水月。当来水量持续充盈时，为充分利用水能尽可能不弃水、少弃水，机组保持全运行状态，减少开停次数。如2008年6月26日至7月6日，机组全运行状态240小时，近十天时间无开停机；当日来水量偏少时，可通过开机放水、停机蓄水人工调整机组集中在尖高峰时段发电，所以开停机次数增加。如08年6月22日一天开停机达21台次，平均2.6次/台。从图4中也可证实来水量富足的丰水月开停机次数少，来水量贫乏的枯水月开停机次数多。2008年白站单月开停机次数最多的11月达229次，与最少的7月份153次相差76次，平均每天6.5台次，开停机相当频繁。图4：2008年开停机次数与来水量数据统计分析。3、电量结构分析同样的电量，因上网的时间不同所获得的效益不同，对于水电站而言，应力争以最有限的水能发出最多的高价电能。目前湖南省电网上网电价结算标准除了分丰枯季节结算外，还把一天内的时段分成高尖峰段、平段、低谷段等三个时间段，按不同的标准结算。其中平段电价为基价，高尖峰段上浮22%，低谷段下浮40%。白站在日常运行中，充分利用电网电价有关规定，根据每年中各月、日水情变化，遵循前述的调节规律，将月度电量结构中的峰谷比率调整到最优化。即丰水期根据上游来水以带基荷为主多发电，枯水期根据一日内白天来水量（平段、高、尖峰段）基本稳定，下半夜（低谷段）水位迅速上涨的有规律变化实际情况，选择在尖高峰时段放水发电，腾空库容至低谷时段停机蓄水，灵活机动变换机组运行状态，从而实现相同的入库水量下电量结构最优化、发电经济效益最大化。图5：2008年各月水情与电量结构比例表：月份来水量（亿秒立米）发电量（万kwh）尖峰比（%）平段比（%）低谷比（%）1月5.45615.76849.0624.9525.992月5.94657.69646.7825.6627.563月6.76689.68847.7025.6026.714月5.53613.5646.3423.4530.215月7.35772.12844.0723.9431.996月11.80708.31245.3625.8828.767月8.22799.36843.4524.3432.228月5.49629.59243.0422.6634.319月3.85466.248.5424.1327.3410月2.83345.81655.4623.8020.7411月3.56413.1651.9324.6823.3912月3.79475.10450.5625.1624.28结合图4、图5可见，2008年10月份，该月度发电量因上游来水量最少而创下全年单月最低值。然而它的峰谷电量结构在全年是最优化的。尖峰比率超过55%，低谷比率不到21%。纵观全年其他月份，如果将平水月的峰谷电量比重作为比较基准的话，丰水期的高、尖峰段电量比率较之偏低，低谷段电量比例较之偏高；而枯水月相反。基本实现了枯水月电量峰谷结构优于丰水月。经测评，通过日电量峰谷比率的调整，提高尖峰电量比率，降低低谷电量比率，仅此一项，全年可创收近0万元。四、水情与检修方式分析根据湖南电网公司有关文件规定，将每年的3、7、8、9月四个月份定为平水月， 4、5、6、10月四个月份为丰水月，11、12、次年的1、2月为枯水月。一般而言，机组检修工期应选在来水量少、弃水量少的枯水月份。所以按相关文件规定所划分的丰枯时段则应将检修安排在11月、12月、次年的1月、2月这段枯水月份，然而从近五年的上游库区实际来水情况看规定的枯水月里来水量并非最少，而是第四季度的10、11、12月来水量最少。从图1、2看出，各月份中不论是上游来水量还是溢洪量处在最低区域的均是第四季度的三个月：10、11、12月，可谓是现实中的枯水月份。相悖与传统定义的枯水月份是新增了10月、不包含次年的元月、二月。而10月份执行的是丰水期的低价电，所以在该月内安排机组大修，在安全合理运行上即能保障机组弃水事件的发生概率最低，从经济运行的角度出发，也能保障公司机组运行的性价比最高。而次年的元月、二月执行的是枯水期的高价电，在该月份内不安排机组检修，充分利用水力资源，合理调度水库水位，最大限度的发挥水能利用率，可确保机组经济运行的效益最大化，电量结构最优化。机组小修工期因时间短，可