白漁潭水電站水情及機(jī)組運行方式分析報告

./白漁潭水電站水情與機(jī)組運行方式分析大唐XX發(fā)電股份有限公司唐濤萍一、公司概況大唐XX發(fā)電股份有限公司白漁潭水電站〔以下簡稱"白站"位于XX市東北部耒水河口15.7km,離XX市中心15km,壩址控制流域面積11170km2,是一座以發(fā)電為開發(fā)目標(biāo)的低水頭涇流水電站。樞紐建筑物包括攔河壩〔溢流壩和非溢流壩、主副廠房、船閘、溢洪道等四個部分。溢流壩位于河床中部,長182.35m,為無閘門控制的自由溢流式壩,壩頂高程為58m。水位超過58m的正常蓄水位時溢流壩開始溢流。全站共裝有8臺水輪發(fā)電機(jī),總?cè)萘?1.9MW。水庫總庫容2.65億m3,有效庫容0.08億m3,設(shè)計洪水位64.20m,校核洪水位65.95m,正常蓄水位58.00m,死水位57.00m,調(diào)節(jié)性能為日調(diào)節(jié)。庫區(qū)多年平均降雨量為1488mm,多年平均徑流總量：97.76億m3,多年平均流量310m3/s,實際最大流量：7100m3/s實際最小流量：49m3/s。二、2005～20XX水情分析1、五年中各月上游來水量特點,見圖1。圖1

圖1、五年上游來水量從圖中來看,五年中月平均來水量最高的區(qū)域的月份為3-8月,平均來水8.7億M3,處于最低區(qū)域的月份是10、11、12月,近五年月平均來水量僅在4億M3左右,低于其它月份。上游庫區(qū)來水特點：豐水期耒水流域在東江水庫庫區(qū)降雨形成的徑流水量被截流攔蓄,平時以保證下游社會用水為基準(zhǔn)下放約50--100m3/s,東江以下流域降雨形成的徑流通常在雨后一周時間結(jié)束。8-10月湘江流量偏小,為保湘江中下游城市用水,東江水庫加大下泄流量至150～300秒立方米。距白站上游七十公里處的遙田水電站參加系統(tǒng)調(diào)峰運行時,下泄的水量經(jīng)過6～8個小時左右進(jìn)入白站大壩前。2、五年來各月溢洪量特點,見圖2。圖2

圖2、近五年各月溢洪量由圖2可見,五年月溢洪量最高月份為5、6、7、8月,平均泄洪量為4.5億M3,五年月溢洪量處于最低區(qū)域的有10、11、12月,即第四季度的三個月,五年平均溢洪量均低于0.2億M3,遠(yuǎn)低于其它月份,特別是10月份溢洪量幾近于零。三、水情與機(jī)組運行方式分析通常認(rèn)為,水電站來水量與發(fā)電量之間應(yīng)成正比關(guān)系。來水越多發(fā)電越多。但對于低水頭徑流式水電站而言,它們之間并不是單純簡單的正比例關(guān)系。從白站多年運行情況分析看,只有日調(diào)節(jié)功能的小水庫、,需根據(jù)來水量、入庫流量、當(dāng)時水位水頭靈活機(jī)動調(diào)整機(jī)組開停機(jī)狀態(tài),這樣才能充分合理、科學(xué)地利用水能,以達(dá)到機(jī)組的最經(jīng)濟(jì)運行,使發(fā)電效益最大化。1、各月水情與發(fā)電量分析〔1、來水量多的月份發(fā)電量并不在最大值,往往出現(xiàn)下降現(xiàn)象。因為來水量最大的月份往往溢棄量也最大,如洪水期間,白站日來水量大但大部分水能都直接溢棄,水能利用率偏低,反而不利于發(fā)電及機(jī)組運行調(diào)節(jié)。另外因洪水流量過大,造成上下游水位落差下降,機(jī)組接帶負(fù)荷不高直至被迫停機(jī),發(fā)電量減少。圖3、五年來上游來水量、溢洪量與發(fā)電量均值圖如圖3所示,五年中各月來水量呈單峰狀,1～4月與9～12月間,來水基本均衡,進(jìn)入汛期的5～8月,受降雨過程影響,上游來水逐漸增多,并在7～8月間出現(xiàn)極值〔其中20XX因碧麗絲臺風(fēng)影響,來水出現(xiàn)建廠以來的最大值。相對應(yīng),泄洪量亦在上述月份中呈單峰狀分布。從發(fā)電量分析,五年來各月中發(fā)電量起伏不大,基本呈直線分布,但在來水量大的月份里發(fā)電量卻呈下降態(tài)勢,洪峰過后,發(fā)電量又開始增加,到四季度因上游來水量偏少發(fā)電量減少?！?、傳統(tǒng)的枯水月份中〔1、2月來水不枯,發(fā)電量不低。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是：白站來水量除隨季節(jié)性來水量變化外,還受到上游各梯極電站放水量牽制。東江水庫正常運行為豐水期攔蓄庫區(qū)流域流量,進(jìn)入12月及第二年一季度,集中放水發(fā)電。其二在傳統(tǒng)枯水月時期時常出現(xiàn)幾天的豐水水情,可以保證機(jī)組全開,甚至發(fā)生棄水現(xiàn)象；其三豐水月某段時期連續(xù)出現(xiàn)一段時期的枯水水情,來水量嚴(yán)重不足,發(fā)電量偏少。總之,來水量最多的月份發(fā)電量并非最高。對于日調(diào)節(jié)水庫,真正創(chuàng)下全年發(fā)電量高峰的是日均來水量在300--400m3/s的月份,在此狀態(tài)下,即可保證機(jī)組全開接帶負(fù)荷,又可避免壩面棄水。2、豐水期、枯水期機(jī)組運行方式分析選取20XX平水年為例并依據(jù)圖4中實際來水量數(shù)據(jù),來水量最多的四個月為3、5、6、7月,來水量最少的四個月為9、10、11、12月,剩下的1、2、4、8月為平水月。當(dāng)來水量持續(xù)充盈時,為充分利用水能盡可能不棄水、少棄水,機(jī)組保持全運行狀態(tài),減少開停次數(shù)。如20XX6月26日至7月6日,機(jī)組全運行狀態(tài)240小時,近十天時間無開停機(jī)；當(dāng)日來水量偏少時,可通過開機(jī)放水、停機(jī)蓄水人工調(diào)整機(jī)組集中在尖高峰時段發(fā)電,所以開停機(jī)次數(shù)增加。如08年6月22日一天開停機(jī)達(dá)21臺次,平均2.6次/臺。從圖4中也可證實來水量富足的豐水月開停機(jī)次數(shù)少,來水量貧乏的枯水月開停機(jī)次數(shù)多。20XX白站單月開停機(jī)次數(shù)最多的11月達(dá)229次,與最少的7月份153次相差76次,平均每天6.5臺次,開停機(jī)相當(dāng)頻繁。圖4：20XX開停機(jī)次數(shù)與來水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。3、電量結(jié)構(gòu)分析同樣的電量,因上網(wǎng)的時間不同所獲得的效益不同,對于水電站而言,應(yīng)力爭以最有限的水能發(fā)出最多的高價電能。目前XX省電網(wǎng)上網(wǎng)電價結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)除了分豐枯季節(jié)結(jié)算外,還把一天內(nèi)的時段分成高尖峰段、平段、低谷段等三個時間段,按不同的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)算。其中平段電價為基價,高尖峰段上浮22%,低谷段下浮40%。白站在日常運行中,充分利用電網(wǎng)電價有關(guān)規(guī)定,根據(jù)每年中各月、日水情變化,遵循前述的調(diào)節(jié)規(guī)律,將月度電量結(jié)構(gòu)中的峰谷比率調(diào)整到最優(yōu)化。即豐水期根據(jù)上游來水以帶基荷為主多發(fā)電,枯水期根據(jù)一日內(nèi)白天來水量〔平段、高、尖峰段基本穩(wěn)定,下半夜〔低谷段水位迅速上漲的有規(guī)律變化實際情況,選擇在尖高峰時段放水發(fā)電,騰空庫容至低谷時段停機(jī)蓄水,靈活機(jī)動變換機(jī)組運行狀態(tài),從而實現(xiàn)相同的入庫水量下電量結(jié)構(gòu)最優(yōu)化、發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益最大化。圖5：20XX各月水情與電量結(jié)構(gòu)比例表：月份來水量〔億秒立米發(fā)電量〔萬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結(jié)合圖4、圖5可見,20XX10月份,該月度發(fā)電量因上游來水量最少而創(chuàng)下全年單月最低值。然而它的峰谷電量結(jié)構(gòu)在全年是最優(yōu)化的。尖峰比率超過55%,低谷比率不到21%?？v觀全年其他月份,如果將平水月的峰谷電量比重作為比較基準(zhǔn)的話,豐水期的高、尖峰段電量比率較之偏低,低谷段電量比例較之偏高；而枯水月相反。基本實現(xiàn)了枯水月電量峰谷結(jié)構(gòu)優(yōu)于豐水月。經(jīng)測評,通過日電量峰谷比率的調(diào)整,提高尖峰電量比率,降低低谷電量比率,僅此一項,全年可創(chuàng)收近３0萬元。四、水情與檢修方式分析根據(jù)XX電網(wǎng)公司有關(guān)文件規(guī)定,將每年的3、7、8、9月四個月份定為平水月,4、5、6、10月四個月份為豐水月,11、12、次年的1、2月為枯水月。一般而言,機(jī)組檢修工期應(yīng)選在來水量少、棄水量少的枯水月份。所以按相關(guān)文件規(guī)定所劃分的豐枯時段則應(yīng)將檢修安排在11月、12月、次年的1月、2月這段枯水月份,然而從近五年的上游庫區(qū)實際來水情況看規(guī)定的枯水月里來水量并非最少,而是第四季度的10、11、12月來水量最少。從圖1、2看出,各月份中不論是上游來水量還是溢洪量處在最低區(qū)域的均是第四季度的三個月：10、11、12月,可謂是現(xiàn)實中的枯水月份。相悖與傳統(tǒng)定義的枯水月份是新增了10月、不包含次年的元月、二月。而10月份執(zhí)行的是豐水期的低價電,所以在該月內(nèi)安排機(jī)組大修,在安全合理運行上即能保障機(jī)組棄水事件的發(fā)生概率最低,從經(jīng)濟(jì)運行的角度出發(fā),也能保障公司機(jī)組運行的性價比最高。而次年的元月、二月執(zhí)行的是枯水期的高價電,在該月份內(nèi)不安排機(jī)組檢修,充分利用水力資源,合理調(diào)度水庫水位,最大限度的發(fā)揮水能利用率,可確保機(jī)組經(jīng)濟(jì)運行的效益最大化,電量結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。機(jī)組小修工期因時間短