薛志超
大唐石泉水力发电厂 陕西安康 725200
摘要：某厂于2017年正式实施1-3号机组增容改造工作，1、2、3号机分别于2018年、2019年、2020年相继改造完毕，投产发电。与改造前相比，机组容量由原来的45MW增加至50MW，通过对机组振动摆度、电流电压等数据的监测、对比、分析，改造后机组运行稳定性与安全性有明显提升。在坚持“保人身、保系统、保设备”的原则的前提下，通过开展性能试验、综合分析、管理提升，使机组在最安全、最经济的方式下运行。
关键词：水电厂；机组；开机方式
引言：某厂作为汉江上游最早建设的大Ⅱ型水力发电厂和本省电网调峰电厂之一，在汛期承担系统基荷，非汛期承担系统调峰和事故备用，是该地区电网主要电源支撑点之一。1、2、3号机组增容改造完成后，通过优化机组运行方式，对原开停机方式和顺序进行了优化调整，以达到企业“抢电量、提效率、降损耗、降成本”的目标。
1、概述
某厂共安装3台50MW，2台45MW混流式水轮发电机组，总装机容量240MW，于1975年正式投产发电，其中，2018-2020年完成了1-3号机增容改造工作。主接线为双母固定接线，五条110kV送出线，送入安康、汉中电网。
某厂1、2、3号机组于2018年、2019年、2020年相继增容改造完毕，投产发电。与改造前相比，机组容量由原来的45MW增加至50MW，运行安全性与稳定性有明显提升，机组各部振动摆度明显减小，耗水率减小； 4、5号机运行中振动摆度较大，在20%~60%额定负荷区间，还伴有明显补气声。
2、机组开机方式优化的提出
2.1机组开机方式与顺序的概念
水电机组优化运行指的是在保证水电站安全运行的基础上，通过优化机组的运行方式和状态等，全面提高水电机组的稳定运行水平和水电能源利用率。水电厂（站）开机方式与顺序也就是综合分析机变接线方式、母线运行方式、送出线路负荷潮流变化、当前水头以及各台机组运行工况、耗水率等因素的影响而制定全厂（站）机组依次开停机顺序和最大（最小）机组运行台数。
2.2影响机组开机顺序和方式的因素
1、机变接线方式。
2、母线运行方式。
3、送出线路负荷潮流变化。
4、当前水头。
5、机组运行工况。
6、机组耗水率。
3、机组开机方式与顺序优化
石泉水电厂1、2、3号机组增容改造后，机变接线方式、母线运行方式、送出线路负荷潮流变化、当前水头等因素基本没有变化，本文重点从机组本身各方面因素进行总结、分析。
3.1 依据机组耗水率的不同，优化运行方式
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由上表可看出，水头的高低对机组发电耗水率影响很大，水头越高，机组发电耗水率越小，水头每升高1m，机组发电耗水率减小0.2 m3/kWh左右。石泉水电厂平均水头42m，设计水头39m，最大工作水头47.5m，最小工作水头26.3m。所以优先优化机组开停机顺序，安排相同工况下发电耗水率小的机组先开, 缩短发电耗水率大的机组运行时间，可达到降低提效率、降损耗的目标。
通过上表可知，以平均水头42米为准，1、2、3号机耗水率为9.74 m3/kwh，4-5号机耗水率为10.08 m3/kwh，机组按负荷45mw/h运行时计算：
机组运行1天发电量为：4.5*24=108万千瓦时
1、2、3号机运行1天耗水量为：发电量*耗水率=108*9.74=10519200 m3
4、5号机运行1天耗水量为：发电量*耗水率=108*10.08=10886400 m3
1、2、3号机与4、5号机耗水量相差：11086400-11048400=367200m3
1、2、3号机比4、5号机增发电量为：耗水量/耗水率=367200/9.74≈3.7万千瓦时。
综上可知，机组正常运行时，尽量在高水头下运行，即水头在39m至47.5m区间内，开机顺序为先开1、2、3号机，再开4、5号机。
3.2 依据机组稳定特性不同，优化运行方式
该厂在电网中主要承担系统调峰和事故备用的任务，受水情和系统负荷潮流影响，开、停机较为频繁，所以合理的计划安排机组运行方式，显得由为重要。振动摆度偏大的机组应尽量少运行, 尤其应避开强振区运行，同时还应尽量减少机组的开、停机次数。
1、加强与省级调度、地方调度的沟通。根据调度下达的全厂总负荷，结合当前水头情况，按照兼顾稳定和效率的原则，对机组负荷进行最优分配，调整机组负荷过程中，应尽量缩短机组穿越振动区时间，减少穿越振动区次数，尽可能的维持机组在高效率区和稳定工况区运行。当调度限制全厂出力，机组避免不了在振动区运行时，应及时联系调度，说明情况，申请调整全厂出力；当调度短时减限负荷时，可向调度申请机组空载运行，以减少机组启、停次数。
2、依托生产调度系统和水调自动化系统，对系统负荷和未来水情进行预测、分析，科学制定发电计划，优化不同时段下机组的运行方式。系统早晚高峰时段，多申请机组运行，抢发电量；夜间低谷时段，可安排机组停机，回蓄水位，抬高机组运行水头，提高机组运行经济性。
3、多台机组运行时，应保证双母上至少各有一台机组运行，避免单条母线故障时全厂对外停电的事故发生。
3.3 根据特殊要求的特点，优化运行方式
机组运行的特殊情况一般是指组黑启动带厂用、汛期大发电期间、低水位运行、系统调压时。合理的安排特殊要求下的机组运行方式，对厂用电系统和机组本身运行期间的安全、稳定、经济尤为重要。
1、机组黑启动带厂用运行期间，尽量避免动作导叶，维持厂用系统电压稳定，尽快与系统恢复正常运行方式，缩短机组运行时间。
2、汛期机组大发电期间，机组负荷严格对标对表控制，1、2、3号机组容量大，应先开后停，抢发电量。同时密切关注组进水口拦污栅压差变化情况，严格执行进水口压差的相关制度规定，同调度及时联系，调整机组运行方式，减小进水口拦污栅压差对机组运行产生的影响。
3、机组在低水位运行时，严格执行低水位下机组运行规定的相关规定，防止机组进气。
4、系统调压时，因1、2、3号机组容量大，无功进相、迟相深度比其他机组略高，运行工况比其他机组较优，可多开1、2、3号机进行调压，机组运行期间，严密监视机组各项运行参数，避免机组在恶劣工况下长时间运行。
4、结束语
截止目前，该厂保持了长周期的安全生产态势。从1、2、3号机增容改造完毕至今，未发现影响主设备运行的缺陷，实现了实现安全和效益双赢。
作者简介：薛志超（1988-11-24），男，汉族，籍贯：陕西安康，当前职称：助理工程师，学历：本科