艾軍華　歐陽蘭香

摘 要：在電力系統(tǒng)中，水電廠具備發(fā)電、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)頻和填谷以及備用等作用。水電廠對發(fā)電能力特別是調(diào)峰能力有著重要的要求，本文初步分析了水電廠的發(fā)電、調(diào)峰能力，就優(yōu)化水電廠調(diào)峰能力的相關(guān)措施進行了探討。

關(guān)鍵詞：水電廠 發(fā)電能力 調(diào)峰能力 措施

中圖分類號:TV7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)10(c)-0092-01

1 水電廠在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用

水電廠同其他一切性質(zhì)的發(fā)電廠一樣，其主要作用和工作內(nèi)容就是利用相應(yīng)的資源和設(shè)備為供電系統(tǒng)及用電客戶供電。水電廠相比火電廠等其他性質(zhì)的發(fā)電廠，具有其一定的特殊性，主要表現(xiàn)為調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相等方面的作用，這些功能使保障供電系統(tǒng)高效運行和供電安全的關(guān)鍵所在，同時也是維持供電系統(tǒng)經(jīng)濟效益的重要點。水電廠所產(chǎn)電能一般均為高壓線路傳輸，因此，水電廠的建設(shè)和規(guī)劃應(yīng)針對其工作實際及供電特點進行。為了充分發(fā)揮水電廠在電力系統(tǒng)中的作用，正確選擇水電廠和系統(tǒng)間連接的方式是非常關(guān)鍵的。水電廠連接系統(tǒng)的主要目的就是通過將水能所轉(zhuǎn)化的電能及時、準確地傳送到供電線路、導(dǎo)線截面，以保障水電廠所產(chǎn)電能傳輸和供應(yīng)的經(jīng)濟型和可靠性，進而保障整個供電系統(tǒng)的正常運行。水電廠工作運行中快速靈活跟蹤負荷、投入較低、控制操作簡便靈活、電能供應(yīng)迅速、便捷等特點決定了水電廠在電力系統(tǒng)運行中重要調(diào)峰電源的地位。

2 水電廠具備的調(diào)峰能力與調(diào)組能力

在電力系統(tǒng)中，一般情況下，水電廠承擔調(diào)峰、調(diào)頻的任務(wù)，相比之下，火電廠則主要在工作中進行基荷等操作，而水電廠則主要承擔峰荷方面的工作任務(wù)。其中，火電廠工作中所采用的汽輪機主要存在發(fā)電供電時間過長、并網(wǎng)后停機過慢等缺陷，影響了電廠的高效工作和運行。假設(shè)利用火電廠進行進行峰荷調(diào)節(jié)，工作中需要頻繁開機和停機操作，電廠中的燃煤利用率也會受到影響，設(shè)備及操作與工作要求難以同步。但是利用水電廠進行發(fā)電，則不必向火電廠那樣浪費大量的時間和資源進行設(shè)備預(yù)熱，可在很短的時間之內(nèi)完成并網(wǎng)，實現(xiàn)發(fā)電，不僅能有效提高時間及資源利用率，相比火電廠還更加環(huán)保，具有更高的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，從工作效率、經(jīng)濟效益及操作的簡便性等方面來講，水電廠相比其他發(fā)電廠具有更靈活、更高效、更環(huán)保的供電效益和調(diào)峰、調(diào)頻特點。根據(jù)不同的時期，可對水電廠工作作出相應(yīng)的調(diào)整，以保障供電效益和調(diào)峰能力，在豐水期，可將電廠的水電機組及相關(guān)設(shè)備都調(diào)整到蓄滿狀態(tài)，注意避免水資源及能源的浪費，另外，在缺水期間，可適當調(diào)整電廠水電機組的荷載指標，調(diào)整水電機組的積蓄狀態(tài)，再將電廠的水電機組狀態(tài)調(diào)整為電廠電網(wǎng)高峰負荷階段，以保障水電廠在枯水期內(nèi)的正常運行及調(diào)峰功能。如此一來，水電廠在豐水期間電力系統(tǒng)的基本負荷都是由水電廠承擔，水電廠得運行和調(diào)峰工作需要有效、科學的經(jīng)濟手段及運行體制以輔助完成，進而有效提升水電廠中水電機組調(diào)峰能力，滿足電網(wǎng)運行中所需的調(diào)峰能力。與之相反，在枯水期，水電廠的來水量很少，除了負擔峰荷外，還需將備用的機組當作調(diào)相的機組運行。

3 在電力系統(tǒng)中，如何加強水電廠的調(diào)峰能力

3.1 水電廠調(diào)峰能力的含義

在水電廠中，水電機組的調(diào)鋒能力是指機組對系統(tǒng)負荷的跟蹤能力，是機組在開停時間和出力變化幅值及出力調(diào)整速率因素的綜合表現(xiàn)。調(diào)峰能力是由多項因素決定的，如何把各個因素合理描述和組織起來，從而達到優(yōu)化調(diào)峰能力的目的。水電的棄水調(diào)峰是十分不科學經(jīng)濟的，因此，水電機組在進行調(diào)峰時應(yīng)該避開棄水調(diào)峰。在評估機組的調(diào)峰能力時，進一步提出科學可行的調(diào)峰和發(fā)電措施是我們當前面臨的問題。一般來說，電網(wǎng)調(diào)峰的運行方式包括：壓負荷調(diào)峰和啟停機調(diào)峰以及空載運行調(diào)峰。

3.2 優(yōu)化水電廠調(diào)峰能力的有效措施

為了優(yōu)化水電廠的調(diào)峰能力，我們可以將水電廠改造成抽水蓄能性的電廠。我國的中小型的水電廠對電網(wǎng)調(diào)峰與事故備用，有著不可或缺的作用。但是，由于水庫水量的限制，頂峰運行的時間不能太長，否則，水庫水位就會下降，機組出力也會受阻，調(diào)峰能力也隨之降低。并且，電網(wǎng)在低谷時，有很多多余的電能無法發(fā)揮。因此，我們可以增加建設(shè)蓄能泵，這樣就可利用低谷時的多余電力，從下庫抽到上庫的水通過常規(guī)機發(fā)電后再流入下水庫，這樣就形成了一個完整的抽水蓄能的循環(huán)過程，每天抽水多少，就能發(fā)電放水多少，上庫的水位一直保持不變，電廠能源由火電轉(zhuǎn)換成水電，這就是一個純抽水蓄能性的電廠。

3.3 在電力系統(tǒng)中，建立抽水蓄能電廠的作用

在電廠的電力系統(tǒng)中，抽水蓄能電廠可有效保持電力、電量的平衡，發(fā)揮水電廠調(diào)峰、調(diào)相的作用。其一，抽水蓄能電廠可以在低谷時電能抽水，在尖峰時發(fā)電，這樣既可以調(diào)峰又可以填谷，還能做到調(diào)頻與事故備用，在電力系統(tǒng)中，抽水蓄能電廠具備能量儲存、轉(zhuǎn)換、改善、優(yōu)化的功能。它對電網(wǎng)的調(diào)節(jié)功能強于常規(guī)水電。其二，抽水蓄能電廠與常規(guī)水電均對環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展有利，但是常規(guī)水電無法承擔填谷的任務(wù)，它的調(diào)峰能力也只是抽水蓄能電廠的一半。所以，它的調(diào)頻功能、事故備用功能及旋轉(zhuǎn)備用的作用都相應(yīng)減少。抽水蓄能在調(diào)峰等功能上均比常規(guī)水電優(yōu)越，甚至是在某些方面常規(guī)水電是無法替代的，一些水能資源豐富的地區(qū)或水電廠，為了充分地發(fā)揮或者改善發(fā)電的效益，也需要增設(shè)抽水蓄能。比如：挪威接近純水電的國家，就需要一定的抽水蓄能。其三，抽水蓄能電廠既改變了電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)，又減少了單位千瓦投資高的調(diào)峰火電機組的容量，為電力建設(shè)節(jié)約了成本（投資、運行費)。抽水蓄能機組的啟停迅速，爬荷與卸荷速度快，運作靈活、可靠，還能很好適應(yīng)電力系統(tǒng)的負荷變化與供電質(zhì)量。其四，一般來說，抽水蓄電廠的工程量比常規(guī)水電廠少，雖然，目前針對可逆式的機組，我國還沒有成熟的制造經(jīng)驗，需要從外國進口，成本比較高，但是，它的單位千瓦投資仍比常規(guī)水電低，且施工時間短。此外，在水利水電樞紐中，能夠補充抽水蓄能功能，改善工程的有關(guān)指標，增加工程開發(fā)的價值。抽水蓄能電廠作為水電的補充，可以彌補水電的不足，有利于電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時，還為水電及電力工業(yè)添加了新的活力和動力。

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