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金泽华:乌江流域集控管理模式的探索与实践
2009/4/21 9:55:52    新闻来源:中国水力发电工程学会
 


  摘要:本文针对乌江梯级水电站单独运行情况,提出梯级水电站远程集中管理问题,阐述了乌江集控中心的建设过程,分析了乌江集控工作近年来所取得的效益,指出了乌江梯级水电站远程集控工作的发展方向。

  关键词:流域水电站群 集中管理 调度 节能  

  随着国家西部大开发、西电东送等事关发展的重大举措实施,贵州电力获得了前所未有的机遇,特别是水电开发工作呈现了蓬勃发展的良好态势。21世纪的第一个十年内,科学发展观的贯彻与落实,使电力发展形成了一系列的节能环保政策,作为清洁能源的主要组成部分,水电企业更是节能发电调度政策的最大受益者。从宏观的层面来将,如何让水电企业进一步发挥优势,充分体现清洁、环保、可再生的能源特性,将是电力调度机构、水电企业等需要进一步探讨的问题。

  贵州电网是南方电网所属的重要省网之一,截至2007年底,全网装机1994万千瓦,水电435万千瓦,占总装机容量的21.8%。乌江公司水电装机容量为314.5万千瓦,占贵州电网水电的72.3%。公司已于2006年6月形成了洪家渡、东风、索风营、乌江渡等四座首尾相连的梯级水电站群,下游的构皮滩和思林电站将于2009年投产、沙沱将于2011年投产,预计整个梯级2012年前后完建。
从2002年以来,乌江公司致力于探索梯级水电站的运行管理问题。在梯级电站即将形成前,公司在自动化系统建设、机构设置、电力调度关系等方面开展了大量工作,乌江梯级水电站远程集控中心从无到有,逐步规范,在梯级水电站集中管理各方面展开了探索与研究,为推进水电节能增效工作打下了坚实基础。

  1  流域水电站群集中管理问题的提出

  1.1  单一电站独立运行造成水量利用率低、调峰弃水损失电量多

  乌江渡水电站、东风水电站是乌江梯级滚动开发的两座母体电站,首台机分别于1978年、1994年投产,两电站单独运行,呈现出水量利用率低、调峰弃水损失电量大的明显特点,统计1997~2003年,两电站年径流利用率不到60%,调峰弃水损失电量每年约4.0亿KW•h,7年经济损失共计约6亿元左右,具体统计数据见下表:


  1.2  流域水电站群联合优化调度的效益空间巨大

  国内当时已经形成的流域多级水电站群较少,行业内专家对梯级联合调度可增加效益大小的看法不一,有“3%~5%”或“8%~10%”的不同说法,数据虽然不一致,但梯级联合调度可以获得增发电效益的说法是肯定的。因此,作为率先形成四级电站的乌江干流梯级,需要探索一套科学的生产调度管理模式,研究梯级水电站联合调度的理论体系和管理模式,力争挖掘最大的节水增发电效益。

  2  乌江流域水电站群集中管理模式的探索过程

  2.1  探索研究水电站远程集中管理模式

  2000年以来,乌江公司对梯级电站管理问题进行了不同层面的分析与探讨,并逐步达成了一定的共识。2003年初,乌江公司组织了有关管理及技术人员进行了深入调研和考察,调研了当时国内已经开展流域集中调度管理的单位、电力设计院、高校等,对流域梯级调度控制和电力体制等方面进行了深入分析,结合公司实际情况提出了“以节能增效为核心的大型梯级水电站远程集中管理”的理念,认为乌江公司需要建立一个全新的部门、一套全新远程监控系统,负责梯级水电站的统一调度管理,打破原有单站式的调度运行模式,力求通过管理体制的变革,实现梯级水电站群节能增效的目的。2004年2月,乌江公司从电厂抽调专业技术管理人员,组成了乌江公司水电站远程集中管理筹备小组,负责集控中心筹建和自动化系统建设;2005年4月经华电集团公司批准,于5月16日,正式成立“贵州乌江水电开发有限责任公司水电站远程集控中心”。 

  2.2  加强梯级水电站联合优化调度理论研究

  自2003年以来,乌江公司根据“以节能增效为目的、以优化调度为核心、以集中控制为手段”的生产调度管理思路,充分考虑了乌江流域总体规划、长江三峡以上防洪要求、南方电网运行特点、乌江流域水文特性等约束条件,开展了联合优化调度控制的一系列理论研究,并且围绕梯级水库短期洪水联合预报、中长期径流预报、梯级水库群防洪优化调度、梯级水库群发电优化调度等高级应用,进行了水库调度、远程控制等领域的高级应用模型和算法研究,使乌江梯级水电站优化意图大部分都得到了实现,极大地推动了乌江梯级水电站群的水能优化利用工作。

  2.3  利用科技进步打造国际先进的联合调度控制自动化系统平台

  水库优化调度和发电优化控制的模型和规则,必须要有相应的平台系统作为支撑。乌江梯级水电站集控系统平台以流域集中监控系统和流域水调自动化系统为核心,实现了遥测、遥信、遥调、遥控、遥视的五遥功能,包含了工业电视、电能量等辅助系统,开发了水文预报、防洪优化调度、发电优化调度、发电优化控制等高级应用软件,是一个集优化计算、远程监视、集中控制和调度管理等功能于一身的综合性自动化系统平台。2007年1月23日,以中国电机工程学会理事长陆延昌为组长、张勇传院士为副组长的专家评审团一致认为“系统整体达到国际先进水平”。

  3  理顺乌江集控中心与电力调度机构的调度关系

  3.1  邀请电网专家参与集控系统建设,从技术层面与电力调度机构达成共识

  乌江公司从2003年起,邀请电网专家共同商讨梯级水电站远程集中管理关键技术问题,协商解决技术难题和设计方向,在不违背电力调度体制的前提下,推动梯级水电站远程集中管理。2004年10月至2006年10月,经过申请中调批复,在调度的指挥和配合下,完成了洪家渡、东风、索风营、乌江渡共15台机组的各项远程控制功能试验,试验结果全部满足远程控制要求,为实现远程控制打下了坚实基础。

  3.2  电力体制改革的深入,推动了电网公司调度运行管理观念的改变

  自电力体制改革后,贵州电网在构建和谐网厂关系、“三公”调度等方面作了大量工作,为了实现网内的节能环保调度意图,电网公司定期和不定期的听取各发电企业的优化调度建议,促进网内信息共享,加强网内技术交流等。电网公司要求各发电企业加快科技开发,鼓励实现“无人值班(少人值守)”模式。因此,电网管理的观念改变推动了乌江梯级远程集中控制管理的发展。

  3.3  加强沟通、多方协调,梯级水电站受令地点变更至集控中心(贵阳)

  自2006年6月1日远程集控试运行后,乌江公司加强协调电网调度,要求对梯级水电站进行远程控制试点;2006年9月,乌江公司请贵州中调管理及技术人员对乌江梯级水电站远程控制的可行性进行了分析,并提出了相关的要求和完善意见;经过公司多层面协调交流,在对系统可靠性、稳定性进行进一步的测试确认后,2006年10月22日,贵州电网公司统一了乌江梯级龙头水电站的远程控制试点工作,乌江公司经过3月的试点,试点工作完全满足远程控制的相关要求;2007年3月12日,贵州电网公司同意将洪家渡、东风、索风营、乌江渡发电厂运行值班受令地点变更为乌江集控中心,至此,集控中心成为了电力调度机构的调度对象。

  4  乌江流域水电站群集中管理的效益分析

  乌江公司通过梯级水电站远程集中管理,在提高自身防洪能力的同时为推动地方经济发展、增加电网安全效益起到了重要作用。在环保方面,2004~2007年,四年优化调度的节水增发电量,相当于减少标煤使用而减排CO2约89.1万吨。在梯级水电站管理领域内,为国内各大流域发电公司的水电站管理模式提供了又一个具有参考价值的实际案例。

  2004~2007年底,乌江公司在确保电站自身安全和维护电网稳定运行的前提下,通过乌江梯级电站联合优化调度,节约水资源可发电量为17.78亿kw.h,折合成人民币为3.735亿元,为公司创造了良好的经济效益。具体分析计算如下表:


  五、存在问题分析

  1.公司内部管理体制需进一步理顺

  因公司目前正处于水电开发的关键时期,基于公司内外部环境等各种因素,深入推进水电站集中管理还需进一步理顺公司生产管理体制,以更加充分发挥集控管理模式的作用,进一步从体制上发挥集控中心的防汛调度指挥、经济优化运行、电力营销协调等方面的作用。

  2.力争获得电力调度机构的更大支持和认可

  从外部关系上,目前《中国南方电网电力调度管理规程》已经明确集空中心作为电力调度机构的调度对象,但仍希望争取到调度机构更多的支持,进一步发挥集控中心在流域调度中的专业技术优势,实现厂网双赢的调度意图。

  六、未来发展方向

  乌江梯级水电站集控管理工作将以经济效益为中心,调整内部管理体制,进一步理顺外部关系,使水电站群的联合调度真正发挥作用、创造效益。根据公司的发展规划,乌江流域水电站群集控管理将在梯级七座电站形成后的整体优化调度研究、梯级水电优化调度效益的评价与考核管理、加大与电力调度机构合作等方面进一步开展工作,加强梯级水电联合调度管理创新和技术创新的力度,力争把乌江公司创建成国内水电品牌,实现公司又好又快发展的目标。

  金泽华简介:

  金泽华,1957年.11月生,硕士研究生,教授级高级工程师,贵州乌江水电开发有限责任公司总经理、中国华电集团公司贵州公司总经理、党委委员,共荣获国家级科学技术进步奖1项,国家级管理成果奖1项,省部级一等企业管理现代化创新成果奖4项,省部级二等企业管理现代化创新成果奖3项。

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