1、1仙女堡电站机组经济运行管理分析摘要：简述四川平武县仙女堡水电经济运行管理探索，给合 3 年来运行管理实践，分析电站经济运行影响因素，从而提出相应应对措施，大大的增加电站经济效益。 关键调：仙女堡经济运行应对措施。 中图分类号： TV547.3 文献标识码： A 一、仙女堡水电站慨况 仙女堡水电站位于四川平武县境内的木瓜墩-铁笼堡河段，是涪江上游梯级开发电站中的第三级电站，电站闸址位于平武县水晶镇下游约1.5km 处，下游距平武县城 46km。电站厂房位于平武县阔达乡仙坪村右岸，距平武县城约 29km，距绵阳市区 197km。电站设计水头 98m，设计引用流量 43.443m3/s（单台机组）
2、 ，总装机容量 238MW，年利用小时数5002h，多年平均发电量 38014 万 kWh。有压引水隧洞全长 13.6km，闸址以上集水面积 2097km2，正常发电时，拦河闸坝水库正常蓄水位 1117.5m,总库容 112.1 万 m3，库区调节库容为 74.55 万 m3，属于不完全日调节水电站，电站建成后促进当地经济效益和社会效益。 二、影响电站经济运行的因素 一个电站能否安全、经济、高效运行，其影响因素是多方面的。就水轮机方面来讲，设计选型、材料选择、叶型设计及模型试验，制造阶2段工艺流程、过程控制及质量检验，安装阶段的施工工艺、安装经验、保证措施及施工队伍素质；运行管理中的水情预测预
3、报、机组运行工况（水头和出力） 、设备维护管理、电力安全生产、与电调、水调和经济调度、运行操作等的关系协调等问题，都直接或间接地影响着一个电站运行经济指标的好坏。现就以仙女堡水电站 2 台机组发电运行情况为例，从电站运行管理角度对该问题进行分析说明。 三、经济运行分析 根据设计要求，单台机组运行负荷应保证在额定负荷的 45%（即 1.5万 kW）以上，如果偏离该运行工况，将导致机组耗水量增加、运行效率降低、振动加剧、稳定性超标。通过对设计规范和实际运行情况作对比分析，不难得出如下初步结论： 1.机组运行工况对单位千瓦电量耗水率指标的影响 从水轮机组设计理论的角度讲，机组在不同水头段和负荷条件下
4、运行时，单位千瓦电量耗水率存在较大的差别。就仙女堡电站机组而言，若机组在不同水头相同负荷段运行，其单位千瓦电量耗水率变化值最高可达 4.22m3/kWh（该数据取自 1113.5m 水头和 1114.0m 水头在 1.6 万kW 负荷段运行时） ，最小时为 3.57m3/kWh（该数据取自 1117.0m 水头和 1117.5m 水头在 1.6 万 kW 负荷段运行时） ；所以说耗水率的高低即意味着发电量的多少，从理论角度讲，在来水量一定的前提下，如果加强电站的运行管理，提高电站的运行水位，确保机组在最优工况区域运行，努力降低单位千瓦电量耗水率，尽量提高水资源利用效率，要实现多发电，也并非不可
5、能。 32.机组低负荷运行对电站经济运行的影响 仙女堡水电站水轮机组设计年利用小时数为 5002 小时，年发电量为3.8 亿 kWh。电站 2012 年机组年利用小时数为 2767 小时（受并地方电网负荷限制， ） ，是设计年利用小时数 5002 小时的 55.3%。受来水量及低负荷运行的影响，全年发电量为 2.1 亿 kWh，是设计年发电量的 55%。根据运行结果统计，2012 年机组全年低负荷运行时间占全年总运行小时数的 37.1%。如果能进一步加强对电站水情调度和设备的维护管理，认真处理好水调与电调的关系，强化科学管理、经济调度，努力使机组基本保持在正常允许负荷下运行，电站水位控制在正常
6、水位附近，每年可以多发很多电量。2013 年并入省电网后，对比 2012 年和 2013 年枯水期（1-4 月份） ，仅仅 4 个月时间，2013 年就增加 2397 万千瓦时的发电量，由此可见低负荷运行对电站经济运行的影响。 3.机组低负荷运行对机电设备及水工建筑物的影响 仙女堡水电站电量主要输向四川省电网。由于四川是水资源大省，而用电负荷远比发电负荷小，远距离输送工程又没跟上，所以电力市场总体来说存在供大于求的现象，这是造成仙女堡电站机组不能满负荷运行的又一直接原因。对仙女堡电站水轮机来说，低负荷区正是机组的振动区和低效区。机组长时间在低负荷区运行将直接导致水耗增加，振动加剧，稳定性超标，
7、转轮抗气蚀磨蚀性能降低，机组大修期提前等；同时，长期、反复的振动也会对金属结构和水工建筑物产生疲劳性破坏。从 2010-2012 年 3 年低负荷运行，电站机电设备表现出了很多问题，根据统计，仙女堡电站 1、2 号机组投产运行 6754h 和 7830h 后，两台机组4尾水管锥管段均出现了的横向穿透性裂纹，两台机组活动导叶、底环、顶盖附板均出现不同程度的汽蚀和泥沙磨损，致使机组不得不长时间停机进行修复处理。从运行资料分析，机组偏离最优工况运行产生的强烈振动有很大关系。为此电站正积极加强与电网的沟通和协调，努力保证机组在最优的工况下调度和运行。 4.优化调度和调整负荷降低考核电量 仙女堡电站是引
8、水式电站，引水隧洞为有压式，隧洞全长为13.6km，属一洞双机，如果电站两台机组运行，其中一台机组进行大负荷调整时，会引起引水隧洞反复的水击波，当正向水击波到达机组蜗壳时，蜗壳内的最大水压会上升 0.16Mpa，此时相当于机组有效水头增加十几米水头，在流量不变的情况发机组负荷就上升 30005000KW，此时会出现过负荷，此时监控系统有功调自动节会自动退出，短时间不能投入，并且持续的时间较长，同时发电机负荷也会偏离调度曲线值，从而出现无效考核电量；当出现反向水击波时，蜗壳内的最小水压也会下降0.16Mpa,此时机组负荷自动下降 30005000KW，此时监控系统有功调自动节会自动退出，短时间也
9、不能投入，并且持续的时间也较长，发电机负荷偏离调度运行曲线值，同样也会出现无效考核电量，这样反反复复要经过近半小时以上的波动，通过调压井慢慢的进行消能调节才能将波动平息下来，出现大量的考核电量。 仙女堡电站是有压隧洞较长的电站，一台机组大负荷升降时，机组负荷爬坡率也很难满足调度要求，同样也会出现考核。 仙女堡电厂在并网之前，通过机组并网试验，就发现这一情况，并5网运行后，运行管理上加强对调整负荷摸索，已经总结出很多种调整负荷的方法，先将蜗壳水压曲线调出（产生的水压曲线是一个正弦曲线） ，开始先增加 45%的负荷，然后产生水击波，当出现正向水击波时，再增加30%的负荷，这样增负荷时产生的负水压正
10、好削减蜗壳内的正向水击波，大大的降低水击波动，产生较小的水击波很快就会平息，以前仙女堡电站要增加一台机组负荷，产生水击波动要持续近 1 小时之久，但通过改变调整方式后，产生较小的水击波在几分钟内就平息了；减负荷时恰与上述相反。通过 2013 年一年来的运行实践证明，调整方法是行之有效的，2013 年仙女堡电站在负荷调整上，出现的考核电量相当少，全年考核电量占发电量的 0.006%。取得了明显的经济效益。 五、应对措施 随着电网建设速度加快，现在仙女堡电站目前已并入四川省电网运行。电站运行管理上尽量与调度沟通联系，同时不断的收集来水情况，并研究总结涪江流域来水规律。一方面从省电网处多争取到更高负
11、荷，确保机组 75%以上负荷运行，尽量避免机组长期处在低负荷运行区域；另一方面保持库区在高水位运行，降低发电耗水率；在负荷调整时，不断的摸索调整方法，总结出一系列的调整负荷方法，大大的降低因调整负荷而出现的无效考核电量，增加发电厂经济效益。通过采取以上运行管理措施，这对仙女堡水电站机电设备、金属结构和水工建筑运行极为有利，特别是在枯水期，来水量不足的情况下能多发电，大大的提高电站的经济经济效益。 参考文献 61.浙江省丽水市水利水电勘测设计研究院，四川省平武县仙女堡水电站初步设计报告 （报批稿） ，2005 2.中国电力企业联合会标准化中心编，水力发电厂技术标准第六卷运行规标准 ，中国电力出版社，2002 3.华中工学院主编，水电站经济运行M。北京水利电力出版社，1998 4.肖惠民主编，中小型水电站运行与管理技术丛书中小型水轮发电机组运行与检修第九章水电厂内经济运行，中国电力出版社，2007
