白渔潭水电站水情及机组运行方式分析报告

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 。35302520151050-3/ 一 V1234$7910J_L123,967. 315.415. 610. J11/25, 595. 2E4r44赛匪2. 83-勺时锌7. 1Rfi. ip7.4E.阿乩開31生加Fl. pc11?nn7 民FJ, 739, 937,冏5, 5叮匪4, 11总7, 5a, 414, 43弓.57二2GCI8 年込1 ”5.的p. 7HF. 5;7.JSLI. 5B.鉴民处3.S5zqq玄兀3, 73乐4,弓15, 044. e6,兀 717, Q?4,，亠平灼值.且bEM7 fl7. 7S.11.,/R. IFd.-dq3ii. ahb?上游祢童迄立方柑近龄上游来権迄立方祗-2005 年嘈cm年 2000 *2009 年 f -丰均整图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。近五年单月溢洪量（亿立方米3025201510 -50A/ y W12冰4567S9101112如拜0.1热4仇91. 13.76.40.10.1040d 1Q-奔Q,70. S1. 3;血72： 7字:274.1%：；90, 3?；：20070.91.21. S1. 90. S3.9015206t -3血2QQ拜0.90. G瘫9 25. 61.60.4=0.1010-20090a1/2耳31. 31. 23Q-26b 16丐年平均值0.51. 21. 2Q 91. 95. 8&. 4殓9.0.50O.2QI 2005年迥6年200祥2008k臥拜 五年平均值图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02亿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151D-XI- .5y-_1T； 0.-911：12345618-L*11125.56.477.036.05ll；f;11-49.084.49,&；33.554.02 -亠近碎锻懈碗0.1.1;1.130.851.阴琢0.47C0.1?0.06近碎紬銚戢低6,3?7,086,146,87B.45,75B.375, OS4,394,384,94近丘年上诞絲抄眼溉斟值与銚戢值时魄亠近氏毎上辭来电朗值心Ha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。200陆三各代开哥粗夜数及来水量圈7标亠来邓參 55 53 68 55 74 11S 82 5E 39 28 36 ：384-开停粗决数 201 191 226213221 177 153 LT1 130 218-229 204*开停机岚魏 亠来氷童o o o O o o O3、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30万元。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，可视当月水情适合时间，抢抓最佳时机，灵 活合理安排。结束语：从白站的实际水情与机组运行方式相结合分析可知，在一、四季度结 合来水情况，调整机组开停机方式，增加尖高峰电量，可以最小的耗 水量获得最大的经济效益；在二、三季度，上游来水偏丰，不安排机 组大修工作，机组以长期运行抢发电量为主，以保证全年电量完成； 在发生水能溢弃概率相对偏低的第四季度，即10 月、11月、12 月， 安排机组的大修。