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水电厂经济运行(EDC)
国网电力科学研究院

1 概述
随着国发经济的发展和人民生活水平的提高,电力用户对供电主要提出了可靠性和经济性两方面的要求。前者要求电力系统以一定数量和质量的电能对用户不间断地、安全可靠地供电,即满足一定时间段内的负荷要求;后者是要求系统对用户的供电应尽可能经济、便宜。要做到安全可靠地供电,可以通过提高设备的制造、安装、运行维护水平实现;而要做到经济供电,就要努力降低电力系统的运营成本,重点就是降低发电成本,即降低火电厂的燃料消耗和水电厂的耗水率,节能增发。要降低水电厂的发电耗水,充分利用有限的水量多发电,就要对水电厂的机组运行进行优化,实现最优经济运行。
水电厂经济运行
1 概述
梯级水电厂之间不仅存在着电力联系,而且存在着水力联系。约束条件较多,既有电网负荷平衡、机组躲避振动区、机组出力限制等电力方面约束,又有防洪、灌溉、航运、渔业养殖、生活用水、工业用水等综合利用方面要求,数学模型也较复杂。通常在电力系统预先给定梯级水电厂需发的日负荷计划或即时需发功率时,梯级水电厂EDC的优化准则是在遵守各项限制条件的前提下,梯级水电厂各级水库总耗能(水)量最小,或各级水库在计算期末总蓄能(水)量最大。
水电厂经济运行
目的和意义
水电厂的经济效益可分为发电效益、电网效益和社会效益三个部分。从水电厂本身看来,主要是在满足电网效益和社会效益的前提下,尽量取得更多的发电效益。
采用水电厂经济运行的方式可以实现运行工况优化,从而节约用水,增加发电量。一般说来,%,%,%。对大、中型水电厂来说,开展水电厂厂内经济运行可以增加发电量1~7%。
水电厂经济运行
目的和意义
要提高水电厂的发电效益,要降低水电厂的发电耗水,充分利用有限的水量多发电,就要对水电厂的机组运行进行优化,实现最优经济运行。根据水电厂的水轮发电机组的出力公式:

(1-1)
式中: ——机组i发电的有功功率,kW;
——机组i单位时间内的耗水量,m3/s;
——水库的水头,m;
——机组i的运行效率。
可以看出,水电厂经济运行分析的目的就是在电厂保持一定出力的前提下,使机组总的耗水量为最小。要实现这一目的的措施有两种方法:
水电厂经济运行
目的和意义
方法一:提高水电厂水库的水头H。但是对受天然来水影响的大中型电厂而言,要使机组长时间保持在高水头运行并不现实。并且对同一电厂同型号的机组,由于其水轮机的特点、制造和安装等方面的原因,在相同的水库水头下,其运行效率和运行工况也不可能完全相同。
方法二:使机组运行在高效率的区域。根据各机组的运行特性合理分配负荷,确定机组的最优组合,完全可以达到目标。
因此,要实现水电厂的经济运行,最主要的途径就是根据调度给定的负荷,在当前水位下,按照一定的算法给每一台机组分配负荷,使每一台机组都运行在效率较高的区域,从而使全厂机组的耗水量最小,达到降低总耗量的目的。
水电厂经济运行
目的和意义
据已投入经济运行的水电厂实际运行数据来看:湖南柘溪水电厂实现长期经济运行,提高发电量约3%~10%;湖北葛洲坝二江水电厂实施经济运行后提高效益1%~3%;美国石河段水电厂的资料表明,实行经济运行后电厂发电效率平均提高3%。由此可见,水电厂在实施了经济运行后,发电效益均可提高1%~3% ,所取得的经济效益十分可观,同时也给水电厂设计和运行管理水平的提高带来了动力。
水电厂经济运行
水电厂经济运行的任务
水电厂经济运行(最优运行)主要是研究水电厂科学管理的优化技术和调度决策。在保证电能生产的安全可靠、连续优质以及多目标综合利用的要求的条件下,合理地、有效地、最大限度地利用水能,挖掘潜力,节约能源,多发电,以求收到最大的经济效果。
水电厂经济运行问题分为三种方式:厂内运行、短期运行和长期运行方式。
水电厂经济运行
水电厂厂内经济运行
厂内经济运行主要研究机组的出力、流量和水头平衡;机组动力特性和动力指标;机组间负荷的合理分配方式等内容。
水电厂短期经济运行
短期经济运行主要研究电力系统的日(周、旬)电力电量平衡;水火电有功和无功的合理分配;负荷预测;电网潮流和调频调压方式等内容。
水电厂长期经济运行
长期经济运行通常指一年及多年较长时间的运行方式。具体内容是以水电厂水库调度为中心,包括电力系统的长期电力电量平衡,检修计划的安排,备用方式,水库来水预报及分析等。
水电厂经济运行
水电厂厂内经济运行准则可以归结为:
满足安全和电能质量要求,完成规定的日发电任务,