梯级水库电站的远程集中调度运行分析

发表时间:2021/5/14   来源:《中国电业》2021年第4期   作者:姜虹志
[导读] 为了满足经济的发展与人民日常的正常生活需求,我国正在不断加快梯级水库电站的建设进程
        姜虹志
        四川华能宝兴河水电有限责任公司  625000

        摘要:为了满足经济的发展与人民日常的正常生活需求,我国正在不断加快梯级水库电站的建设进程。梯级水库群包括多年调节、年调节、季节调和日调节水库,对各水库群的集中调度,可以进一步确保梯级水库电站的稳定运行,因此对梯级水库电站的远程集中调度系统进行深入研究就显得尤为必要。
        关键词:梯级水库电站;远程集中调度;运行分析
        伴随着经济的迅猛发展,我国的水电工程也日益增多。随着梯级水库电站运行的愈发成熟,远程集中调度的经济意义与社会意义也愈发突显,不仅可以促进流域内上下游水电站的运行更加匹配,同时也能进一步优化梯级水库的防洪抗汛能力,有着十分重要的研究价值。
一、自动化远程集中调度管理平台
        自动化远程集中调度管理平台是实现梯级水库电站远程集中调度的重要平台,可以通过优化调度为梯级水库群的正常运行提供技术支持,并实现对流域水调系统的自动化控制。流域水调系统具有光纤/GSM、光纤/Vast、VHF/GSM、GSM/InmarSat-C等通信通道,可以保证水调系统的稳定运行[1]。除此之外,自动化远程集中调度管理平台还需要建立中心站并配有多个分中心站,然后结合对水域集中调度管理的实际需求设置相应的遥测站点。中心站应对全流域的遥测站点所收集的水位与雨量信息进行系统的水务计算、预报洪水以及进行调度与管理,从而实现对水调系统的统一管理。分中心站在接收到中心站信息后,要集中处理水情信息并做到水调信息的及时发布,以此来实现集中化调度管理[2]。
二、自动化平台系统的功能简述
        自动化平台系统具有预报洪水、优化防洪、径流预报与调度等实际功能,能够满足梯级水库电站的远程集中调度需求。
        自动化平台系统可以结合梯级水库群的实际情况,建立联合防洪调度模型,因为在优化防洪调度过程中,如果洪峰流量不断增加,那么下游将面临着更加严峻的防洪任务,一旦洪峰流量超过安全值,把下游的损失将会与洪峰流量成正比,传统的梯级水库电站防洪调度会在预报精度与其他约束条件的作用下,无法获得最佳方案,而自动化控制平台可以通过建立数学模型的方式,将下游洪水的下泄过程变得更加平稳,更好的实现了防洪水库电站的远程集中调度。
        模型1、下泄流量的总平方和最小值
       
      
(一)预报洪水
        通过自动化平台系统可以构建出梯级水库在短期内的调度模型,通过对模型的分析可以准确掌握水库群的水情信息,并以此为依据准确作出洪水预报。在模型的构建过程中需要利用调度软件,在充分发挥软件通用性能的基础上,针对水电站以及各级水库所构建的预报模型,经过长期的运行其预报准确度将会不断上升。与此同时,该模型也能为洪水的远程集中调度与短时间内的发电编制方式提供更为精准的信息数据,最大程度的提高水电站群的经济利益,并确保水电站群的稳定运行[3]。
(二)优化防洪
        随着我国梯级水库电站的稳定运行,科研人员研制了针对梯级水库群更加优化的防洪体系。在优化的防洪体系中,不仅对均匀度安全法、预先排泄调度以及销平头等方式进行了优化,同时也对旧有的防洪模型进行升级,并且可以利用防洪调度软件进行自动化安装,能够在防洪度汛中发挥重要作用,可有效确保度汛工作的及时性与安全性。
(三)径流预报与调度
        若想进一步优化梯级水库电站的远程集中调度,就要针对梯级水库群构建更加完善的径流预报系统,径流预报系统一定会涉及一些气象因素,例如大气环流等,并利用选点法构建出回归模型,如此一来,模型的准确度将达到90%以上,可以为整个梯级水库群提供更为可靠的信息支持,以此来确保水库群的稳定性。而且通过对水库群径流的预报和调度,不仅可以调节水库的蓄能,也能通过集中调度系统进一步控制水库电站的运营成本,有着十分重要的经济效益。
三、集中调度管理措施简述
(一)建立规章制度
        首先,工作人员要按照远程集中调度的具体工作需要构建科学的调度制度与规程,并编撰相应操作手册,明确应急抢险计划与防洪度汛方案等。
        其次,要不断完善防洪防汛的应急方案,提升工作人员的应急素质,加强对工作人员的防汛能力培养,同时也要明确水电站在汛期的危险因素,各部门员工要全面掌握应对险情的具体流程,并通过应急演习及时发现汛情来临时可能出现的各种问题并做到及时整改,从而不断提高各级水库电站的应急能力。
(二)促进资源合理利用
        从战略角度出发,集中调度一定要充分发挥出资源的利用优势,在具体工作过程中一定要通过统一的集中调度,将资源进一步集中,以此来进一步提高梯级水库电站的经济效益与防洪能力。
        与此同时,梯级水电站在选择发电运行方式上,一定要结合水域的水位等信息,为实现上游与下游的均衡匹配来进行集中调度,来最大程度的降低发电耗水率,并促进梯级水库电站发挥出水能的最大利用率。
四、梯级水库电站远程集中调度在运行过程中存在的问题分析
        虽然远程集中调度管理可以为梯级水库电站的防汛度汛工作提供更为完善的技术保障,但是也出现了一些不可忽略的问题:例如在梯级水库电站的持续运行中,急需构建一套可以对各级梯级水库电厂进行综合考核的考核体系,以此来确保梯级水库电站远程集中调度的有序进行[4]。
        还有一个不可忽视的问题就是,梯级水库电站下游的集中调度稍显复杂。因为电力和水力存在着密切的关系,只有对流域内的水电站做到统一调度并进行统筹安排,才能实现水库电站的防洪抗汛与安全生产,但是具有一定的实施难度。而且远程集中调度也存在着一定发电考核的问题。需要相关部门可以针对梯级水库电站的实际运行情况,构建出更加完善的配套考核管理体系,从而不断提高梯级水库电站的运行能力,为远程集中调度奠定扎实基础[5]。
        除此之外,梯级水库电站的远程集中调度还必须建立更加完善的多管理系统,如水调管理系统等。水调管理系统的具体操作流程为:
        1、相关部门要明确水调管理系统的责任人与管理制度;
        2、工作人员需每日巡检通信设备、主系统的运营情况,并将数据及时上传;
        3、水调管理系统需要实现专机专用,不得安装无用软件,并使用专用存储介质;
        4、定期备份水调系统文件,定期升级软件;
        5、在未取得电网调度部门允许的情况下,分站系统中的通信设备、专用网络通道以及水情传输设备不可无故停用。如若计划性检修,须在前一个工作日向控制中心提出申请,批准后方可停用检修;故障性检修或临时性检修要在检修之前向调度中心备案,并在检修完成之后第一时间恢复运行,及时补传信息数据;
        6、如果设备突然出现故障,水情数据传输中断,如果此时处于主汛期,那么必须在2小时之内恢复运行,非主汛期可延长至6小时内。如果在24小时之内都不能恢复设备运行,需向电网调度部门及发电集控中心提交书面材料。
        综上所述,随着梯级水库电站运行的不断成熟,远程集中调度的经济效益与社会效益愈发凸显,各梯级水库电站开展流域内的联合优化调度已经势在必行,可以最大程度的保证水域上下游水电站的发电效益。现如今,梯级水库电站远程集中调度所要研究的主要问题是如何将梯级水库电站群集中控制中心更好的纳入到水库电站的集中调度系统中来,以此来促进梯级水库电站发挥出最大的经济效益。
参考文献:
        [1]黄小锋. 梯级水电站群联合优化调度及其自动化系统建设[D].华北电力大学(北京),2010.
        [2]王超. 金沙江下游梯级水电站精细化调度与决策支持系统集成[D].华中科技大学,2016.
        [3]丁杰. 梯级水库电站的远程集中调度运行分析[J]. 集成电路应用, 2019, v.36;No.313(10):108-109.
        [4]李光钦. 多流域梯级水电站群远程集中控制模式分析[C]// 中国水力发电工程学会梯级调度控制专业委员会, 2016.
        [5]周洋. 跨流域梯级小型水电站远程集中控制运行管理模式分析[J]. 中国科技博览, 2015(47):198-199.
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