碧口、麒麟寺水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的意義及措施,防洪工程論文大唐甘肅發(fā)電有限公司在白龍江中、下游流域現(xiàn)擁有在役的有碧口、麒麟寺兩座水電站.華而不實(shí)碧口水電站是白龍江流域開(kāi)發(fā)中的第一座大型水電站,距碧口鎮(zhèn)上游約3公里,三臺(tái)機(jī)組1976年相繼投產(chǎn)發(fā)電,裝機(jī)容量為3100MW,總庫(kù)容5.21億立方米,為季調(diào)節(jié)水庫(kù),碧口水庫(kù)除供發(fā)電外,還兼有防洪、水運(yùn)、灌溉、養(yǎng)殖等綜合效能;麒麟寺水電站位于距離碧口水電站下游13.5公里處的中廟鄉(xiāng)境內(nèi),2008年12月30日三臺(tái)機(jī)組均投入商業(yè)運(yùn)行,其裝機(jī)容量為337MW,總庫(kù)容2970萬(wàn)立方米,屬日調(diào)節(jié)水庫(kù).2聯(lián)合調(diào)度的意義防洪和發(fā)電是水電站水庫(kù)的兩個(gè)重要任務(wù),科學(xué)合理的水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度是合理利用水力資源,提高水能利用率的必然之路.實(shí)行梯級(jí)水庫(kù)間的聯(lián)合運(yùn)用、統(tǒng)一調(diào)度,能夠互濟(jì)互補(bǔ),充分發(fā)揮梯級(jí)水庫(kù)的宏大調(diào)節(jié)能力,不僅可提高流域的防洪標(biāo)準(zhǔn),還可提高水資源的綜合利用率和整個(gè)電站的生產(chǎn)指揮以及處理各種突發(fā)事件的能力.梯級(jí)電站間既有電力聯(lián)絡(luò),又有水力聯(lián)絡(luò),尤為突出的就是電站間的負(fù)荷分配,防洪、排沙等水庫(kù)綜合運(yùn)用的問(wèn)題,同時(shí)梯級(jí)電站間的運(yùn)行還遭到其他復(fù)雜的因素的影響.為了充分利用白龍江中、下游流域的水力資源,梯級(jí)電站的運(yùn)營(yíng)就需要采用在統(tǒng)一調(diào)度下的集中調(diào)度管理機(jī)制,同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況制定出相對(duì)優(yōu)化的梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行方式,提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益和管理水平,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流域電站綜合效益最大化.3聯(lián)合調(diào)度的目的梯級(jí)電站的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度目的就是在電站機(jī)組保持一定出力的前提下,使機(jī)組總的耗水量為最小,發(fā)電效益為最大.要實(shí)現(xiàn)這一目的主要措施有兩種方式方法:一是提高機(jī)組發(fā)電水頭;二是機(jī)組保持在最優(yōu)運(yùn)行工況區(qū).要實(shí)現(xiàn)這一目的就必須根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行信息、水情預(yù)測(cè)、合理布置流域機(jī)組運(yùn)行方式,做到在確保電網(wǎng)安全的同時(shí)使有限的水能資源得到充分利用.4聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的必要性碧口水電站屬甘肅電力調(diào)度中心調(diào)度,是具備一定的調(diào)峰能力的隴南電網(wǎng)主力電站,由于碧口水電站有一定的調(diào)節(jié)能力,所以碧口水電站的實(shí)際運(yùn)行條件難以到達(dá)最優(yōu)理想狀態(tài),尤其是在汛期,進(jìn)而在一定程度上約束了水能的最大化利用.碧口水電站的水庫(kù)為調(diào)節(jié)庫(kù)容比擬小的季調(diào)節(jié)水庫(kù),進(jìn)而限定了電站的只能采用調(diào)峰發(fā)電為主的發(fā)電方式,長(zhǎng)期以來(lái),電站在非汛期,開(kāi)停機(jī)非常頻繁;在汛期,以徑流式發(fā)電為主.因而,在一般情況下,省調(diào)預(yù)先給定碧口日發(fā)電負(fù)荷計(jì)劃,而麒麟寺電站的出力采取動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),其調(diào)節(jié)性能遭到碧口電站出庫(kù)流量、下游天然流量等影響,下面首先重點(diǎn)討論麒麟寺電站的運(yùn)行方式.5兩站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度5.1在非汛期或汛期上游來(lái)水平穩(wěn)可控的情況下,盡量保持麒麟寺水庫(kù)高水位運(yùn)行,在運(yùn)行經(jīng)過(guò)中減少水庫(kù)水位降幅,進(jìn)而抬高機(jī)組發(fā)電水頭降低發(fā)電耗水率.麒麟寺電站與碧口電站基本保持同步運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)碧口電站開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí),麒麟寺電站亦開(kāi)機(jī)運(yùn)行;碧口水庫(kù)排沙或泄洪時(shí),麒麟寺水庫(kù)亦排沙或泄洪.根據(jù)當(dāng)前麒麟寺水庫(kù)運(yùn)行情況,水位最高控制在612.5m.5.2當(dāng)白龍江流域來(lái)水比擬平穩(wěn)較小時(shí),碧口電站一臺(tái)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行,麒麟寺電站應(yīng)保持一臺(tái)機(jī)到達(dá)當(dāng)下最高出力運(yùn)行,麒麟寺庫(kù)水位略有上漲趨勢(shì),因而麒麟寺電站在水庫(kù)到達(dá)當(dāng)下最高控制水位612.5m時(shí),可增開(kāi)一臺(tái)機(jī)將庫(kù)水位適當(dāng)調(diào)整控制,盡量保持水庫(kù)水位降幅較小.5.3當(dāng)碧口電站兩臺(tái)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),麒麟寺電站也兩臺(tái)機(jī)保持最大出力運(yùn)行,麒麟寺庫(kù)水位略有上漲,因而在碧口電站到達(dá)兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行前,麒麟寺電站應(yīng)提早開(kāi)機(jī)在碧口電站發(fā)電來(lái)水到來(lái)之前將庫(kù)水位降至610.50m,然后保持庫(kù)水位的略漲趨勢(shì);或在麒麟寺水庫(kù)到達(dá)高水位時(shí)增開(kāi)一臺(tái)機(jī)進(jìn)行分時(shí)運(yùn)行調(diào)節(jié)控制庫(kù)水位.5.4當(dāng)碧口電站三臺(tái)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),麒麟寺電站也三臺(tái)機(jī)保持最大出力運(yùn)行,麒麟寺庫(kù)水位略有降低,因而在碧口電站開(kāi)三臺(tái)機(jī)前,麒麟寺電站可提早通過(guò)控制三臺(tái)機(jī)組負(fù)荷前應(yīng)將庫(kù)水位升至612.5m下面,然后保持庫(kù)水位的略降趨勢(shì).若流域來(lái)水有增大趨勢(shì)或超過(guò)碧口電站機(jī)組發(fā)電過(guò)流能力趨勢(shì)時(shí),應(yīng)提早將麒麟寺電站水庫(kù)降低至610.5m或更低.在麒麟寺庫(kù)水位漲至612.5m時(shí),根據(jù)碧口水庫(kù)機(jī)組運(yùn)行及來(lái)水情、沙情,應(yīng)及時(shí)考慮開(kāi)啟泄洪閘進(jìn)行排沙泄洪控制水位.5.5若流域降雨產(chǎn)流主要來(lái)自碧口、麒麟寺區(qū)間,碧口水庫(kù)來(lái)水又達(dá)不到三臺(tái)機(jī)滿發(fā)過(guò)流能力時(shí),可利用碧口水庫(kù)有限的調(diào)節(jié)能力,分時(shí)段減小碧口電站出庫(kù)流量,以減緩麒麟寺電站來(lái)水較大的勢(shì)頭,爭(zhēng)取少棄水多發(fā)電.5.6麒麟寺電站若蓄至設(shè)計(jì)正常水位時(shí),單機(jī)過(guò)流能力基本與碧口單機(jī)加小機(jī)過(guò)流能力相當(dāng),麒麟寺電站兩臺(tái)機(jī)或三臺(tái)機(jī)運(yùn)行時(shí),碧口電站兩臺(tái)機(jī)或三臺(tái)機(jī)運(yùn)行,麒麟寺水庫(kù)水位程下降趨勢(shì),因而應(yīng)分時(shí)段運(yùn)行進(jìn)行水位控制,盡可能保持較高水位運(yùn)行,盡量減少日調(diào)節(jié)水頭損失,以多發(fā)電量.6動(dòng)態(tài)控制水庫(kù),施行兩庫(kù)優(yōu)化調(diào)度白龍江流域來(lái)水豐富,根據(jù)歷年的徑流系列分析,碧口水庫(kù)汛期6-10月來(lái)水量占據(jù)全年來(lái)水總量的76.6%.碧口水庫(kù)主要承當(dāng)下游碧口鎮(zhèn)的防洪任務(wù),碧口鎮(zhèn)的防洪標(biāo)準(zhǔn)是20年一遇洪水4310立方米每秒.麒麟寺水庫(kù)主要任務(wù)是發(fā)電,沒(méi)有其他綜合利用要求.結(jié)合近年來(lái)水庫(kù)調(diào)度經(jīng)歷體驗(yàn),對(duì)碧口水庫(kù)汛期運(yùn)行方式進(jìn)行了研究總結(jié).結(jié)果表示清楚,在確保水庫(kù)蓄滿水和完成發(fā)電計(jì)劃的前提下,適當(dāng)降低水庫(kù)汛期的運(yùn)行水位,能夠提高水庫(kù)調(diào)度的主動(dòng)性和靈敏性,減少泄洪閘門(mén)的操作頻次和有效庫(kù)容淤積,有利于合理分?jǐn)傂沽?保證大壩及樞紐工程和下游碧口鎮(zhèn)的安全度汛,同時(shí)還可獲得較好的發(fā)電量效益.麒麟寺水庫(kù)在汛期當(dāng)入庫(kù)流量大于422立方米每秒或碧口水庫(kù)排沙時(shí),麒麟寺水庫(kù)水位降低到臨時(shí)泄洪排沙水位運(yùn)行.當(dāng)入庫(kù)流量小于422立方米每秒時(shí),水庫(kù)水位維持在正常蓄水位,與上游碧口水電站基本同步運(yùn)行.6.1次汛期的水位控制(5月1日到6月14日)次汛期保持庫(kù)水位在次汛期汛限水位697米下面運(yùn)行,對(duì)碧口水庫(kù)運(yùn)行資料進(jìn)行的分析顯示,5月初,庫(kù)水位消落至697米左右為宜.白龍江雨季大部分在5月中下旬開(kāi)場(chǎng),此時(shí)來(lái)水量逐步增加,但是發(fā)生較大洪水的可能性不大.根據(jù)水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性典線,在庫(kù)水位到達(dá)697米時(shí),均可知足設(shè)計(jì)水頭73米的要求,且能避免機(jī)組容量受阻,知足電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的要求.計(jì)算表示清楚,當(dāng)6月14日水位分別控制在697米下面時(shí),6月份發(fā)生棄水時(shí),月底庫(kù)水位不宜過(guò)高,在知足機(jī)組發(fā)電水頭的前提下,充分利用水量發(fā)電,可獲得較好的發(fā)電效益;當(dāng)發(fā)生棄水時(shí),適當(dāng)提高庫(kù)水位,初次泄洪時(shí),將水庫(kù)水位控制在691-693米,以排沙洞泄洪為主,這樣有利于排沙和減少有效庫(kù)容淤積.6.2主汛期日的水位控制(6月15日到9月30日)碧口電站在白龍江流域處于主汛期(7、8月份)時(shí)來(lái)水較大,水頭高,并出現(xiàn)棄水.麒麟寺電站低水頭大流量發(fā)電,在汛期主要減少電站棄水量,為把握洪水調(diào)度的主動(dòng)權(quán),減少閘門(mén)啟閉次數(shù),宜將碧口水庫(kù)水位控制在693-695米的范圍內(nèi),麒麟寺水庫(kù)水位控制在610.5米下面,特殊情況下可考慮控制在608米左右運(yùn)行.9月是汛后蓄水的關(guān)鍵時(shí)期,水庫(kù)運(yùn)行方式直接關(guān)系著碧口水庫(kù)汛末能否攔蓄小洪水提早蓄滿水庫(kù)以及增發(fā)電量的主要原因.7結(jié)束語(yǔ)碧口、麒麟寺電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度,在防洪方面,可進(jìn)一步提高白龍江流域的防洪標(biāo)準(zhǔn),可減少分洪量;在發(fā)電方面,可明顯減