摘 ?要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展及低碳環(huán)保等工作需要，我國(guó)加快了水電開發(fā)的步伐，特別是對(duì)金沙江、瀾滄江、雅礱江及大渡河等越來越多的大型流域進(jìn)行著流域梯級(jí)滾動(dòng)開發(fā)。本文結(jié)合大渡河流域梯級(jí)水電站開發(fā)現(xiàn)狀，主要介紹了梯級(jí)水電站集中控制運(yùn)行管理模式在國(guó)能大渡河公司的應(yīng)用實(shí)踐，并分析了運(yùn)行意義和效果，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：大渡河流域;集中控制;實(shí)踐;意義

引言

國(guó)能大渡河流域水電開發(fā)有限公司是國(guó)家能源集團(tuán)所屬最大的集水電開發(fā)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理于一體的大型流域水電開發(fā)公司[1]，公司負(fù)責(zé)大渡河干流17個(gè)梯級(jí)電站的開發(fā)，總裝機(jī)容量約1760萬千瓦（不包含大渡河流域以外電站）。目前已投產(chǎn)電站有龔嘴、銅街子、瀑布溝、深溪溝、大崗山、枕頭壩一級(jí)、猴子巖、吉牛、沙坪二級(jí)等9個(gè)流域電站，總裝機(jī)容量1133.8萬千瓦。投產(chǎn)裝機(jī)容量約占四川統(tǒng)調(diào)水電總裝機(jī)容量的四分之一，是四川電網(wǎng)的主力調(diào)峰調(diào)頻電源。在建電站有金川、雙江口、枕頭壩二級(jí)、沙坪一級(jí)4個(gè)電站，總裝機(jī)352萬千瓦;前期籌建項(xiàng)目有安寧、巴底、丹巴、老鷹巖一級(jí)、老鷹巖二級(jí)等5個(gè)項(xiàng)目，總裝機(jī)290萬千瓦，形成了投產(chǎn)、在建、籌建穩(wěn)步推進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展格局，為四川經(jīng)濟(jì)發(fā)展和西電東送提供保障。為了對(duì)公司所屬的大渡河流域梯級(jí)電站實(shí)施水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，充分利用流域水能、設(shè)備及人力資源，創(chuàng)造更大發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，特在成都設(shè)立集中控制中心，對(duì)流域梯級(jí)水電站實(shí)施集中控制運(yùn)行。

1.集中控制梯級(jí)電站簡(jiǎn)況

1.1已投產(chǎn)電站

龔嘴水電站位于四川省樂山市境內(nèi)，裝機(jī)容量為77萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量34.2億kWh。首臺(tái)機(jī)組于1971年12月投產(chǎn)發(fā)電，1978年全部投產(chǎn)。銅街子水電站位于龔嘴水電站下游33公里處，裝機(jī)容量為70萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量32.1億kWh。首臺(tái)機(jī)組于1992年10月投產(chǎn)發(fā)電，1994年12月全部投產(chǎn)。瀑布溝水電站位于四川省雅安市境內(nèi)，總裝機(jī)容量360萬kW，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量147.9億kWh。水庫總庫容53.9億m3，具有不完全年調(diào)節(jié)能力。首臺(tái)機(jī)組于2009年底投產(chǎn)發(fā)電，2010年全投。深溪溝水電站是瀑布溝水庫的反調(diào)節(jié)電站，總裝機(jī)容量66萬kW，年發(fā)電量32億kWh。首臺(tái)機(jī)組于2010年投產(chǎn)發(fā)電，2012年全投。大崗山水電站位于四川省雅安市境內(nèi)，電站裝機(jī)容量260萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量114.5億kWh。首臺(tái)機(jī)組于2015年投產(chǎn)發(fā)電，2016年全投。枕頭壩一級(jí)水電站位于四川省樂山市境內(nèi)，電站裝機(jī)容量72萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量32.9億kWh。首臺(tái)機(jī)組于2015年投產(chǎn)發(fā)電，2016年全投，略晚于大崗山工程建設(shè)。猴子巖水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，電站裝機(jī)容量170萬kW，具有不完全季調(diào)節(jié)性能，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量70.15億kWh。2017年實(shí)現(xiàn)全部4臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。吉牛水電站位于四川省甘孜藏族自治州丹巴縣境內(nèi)，電站裝機(jī)容量24萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量11.8億kWh。2013年2臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。沙坪二級(jí)水電站位于四川省樂山市境內(nèi)，電站裝機(jī)容量34.8萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量16.1億kWh。首臺(tái)機(jī)組于2018年投產(chǎn)發(fā)電，2019年6臺(tái)機(jī)組全投。

1.2在建電站

金川水電站裝機(jī)容量為86萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量35.4億kWh。雙江口水電站裝機(jī)容量為200萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量77.1億kWh。枕頭壩二級(jí)水電站裝機(jī)容量為24.6萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量12.2億kWh。沙坪一級(jí)水電站裝機(jī)容量為33萬kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量15.3億kWh。

1.3籌建電站

籌建電站包括裝機(jī)容量為38萬kW的安寧水電站，裝機(jī)容量為72萬kW的巴底水電站、裝機(jī)容量為120萬kW的丹巴水電站、裝機(jī)容量分別為22萬kW和27萬kW的老鷹巖一級(jí)、二級(jí)水電站。

2.梯級(jí)電站集控中心建設(shè)情況

2000年大渡河公司成立后，主要以已建成的龔嘴、銅街子水電站做為母體，對(duì)大渡河流域干流水電資源實(shí)施開發(fā)、利用。為更好地實(shí)現(xiàn)公司所屬大渡河流域梯級(jí)電站的優(yōu)化調(diào)度、推進(jìn)節(jié)能發(fā)電運(yùn)行工作，確定在四川省會(huì)成都設(shè)立流域梯級(jí)電站集中控制中心（簡(jiǎn)稱集控中心）。

集控中心從2006年開始籌建，經(jīng)過相關(guān)人員不懈努力進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)和各項(xiàng)調(diào)試及設(shè)備遠(yuǎn)方控制試驗(yàn)，于2008年底正式對(duì)已接入的龔嘴電站和銅街子電站設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制操作，代表所接入的各電站與省調(diào)進(jìn)行調(diào)度業(yè)務(wù)聯(lián)系，負(fù)責(zé)接受省調(diào)下達(dá)的各項(xiàng)調(diào)度指令并正確執(zhí)行。隨著瀑布溝、大崗山等后續(xù)電站的開發(fā)投產(chǎn)并接入，目前集控中心已接入9座電站41臺(tái)機(jī)組，裝機(jī)容量1133.8萬kW，是四川電網(wǎng)內(nèi)控制規(guī)模最大的流域水電集控中心。

3.集中控制運(yùn)行實(shí)施過程

3.1設(shè)備自動(dòng)化改造期間

伴隨著電站設(shè)備自動(dòng)化改造的深入和流域集中控制運(yùn)行管理工作的開展，梯級(jí)電站運(yùn)行人員數(shù)量、素質(zhì)及運(yùn)行管理的模式都在發(fā)生著極大的變化。

在實(shí)施集控自動(dòng)化改造以前，已投運(yùn)的龔嘴電站和銅街子電站完全獨(dú)立運(yùn)行管理，是龔電總廠下屬的兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的二級(jí)機(jī)構(gòu)。各電站電力運(yùn)行值班分為機(jī)械、電氣及大壩運(yùn)行，水庫調(diào)度則由水工部門獨(dú)立管理，沒有統(tǒng)一指揮。存在著人員多、管理不集中、學(xué)習(xí)不全面的缺點(diǎn)。隨著設(shè)備自動(dòng)化改造，龔嘴和銅街子兩站運(yùn)行值班開始施行“機(jī)電合一”運(yùn)行管理模式，運(yùn)行人員不分專業(yè)，全能值班。人員數(shù)量減少到銅站93人、龔站147人。經(jīng)過這次整合，運(yùn)行人員面臨著不加強(qiáng)電氣和機(jī)械（含大壩）的學(xué)習(xí)就可能被淘汰的危險(xiǎn)，所以學(xué)習(xí)的積極性得以提高，運(yùn)行技術(shù)的全面掌握程度較以前有了明顯的“質(zhì)變”，人員專業(yè)素質(zhì)普遍提升。

3.2集中控制運(yùn)行模式的嘗試

在銅站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造完成后，總廠將龔銅兩站運(yùn)行管理進(jìn)行合并，成立了發(fā)電部，并通過對(duì)兩站運(yùn)行人員考試、考核選拔組建了集控班和銅站值守組。將龔銅兩站運(yùn)行管理及值班人員從240人減到167人，其中值班人員銅站24人、龔站108人、沙灣集控中心22人。集控中心人員經(jīng)過3個(gè)月對(duì)龔、銅站設(shè)備的強(qiáng)化培訓(xùn)學(xué)習(xí)，于8月開始了對(duì)銅站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，至此銅站開始實(shí)施了“無人值班”（少人值守）、集中控制模式。

2004年8月，龔站設(shè)備自動(dòng)化改造基本完成，經(jīng)四川省電力公司調(diào)度中心批準(zhǔn)，沙灣集控中心正式對(duì)龔嘴和銅街子兩座梯級(jí)電站進(jìn)行遠(yuǎn)方集中控制運(yùn)行，兩座電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施了“無人值班”（少人值守）運(yùn)行管理模式。運(yùn)行人員也經(jīng)過兩次大的精減，由167人減少到99人（部門管理和對(duì)外借調(diào)支援人員共計(jì)24人，兩座電站現(xiàn)場(chǎng)及沙灣集控實(shí)際運(yùn)行值班人員僅75人）。

3.3集中控制運(yùn)行模式的正式實(shí)施

2008年12月，成都流域集控中心建成并投入運(yùn)行，龔嘴和銅街子電站所有設(shè)備的監(jiān)視和控制權(quán)同時(shí)移交，主要包括監(jiān)盤、開停機(jī)操作、倒閘操作、負(fù)荷調(diào)整、溢流門孔操作、水電聯(lián)合調(diào)度及對(duì)外聯(lián)系等工作。集控中心實(shí)行五值三運(yùn)轉(zhuǎn)值班方式，水、電調(diào)度人員共18人;龔站值守組40人（負(fù)責(zé)上廠和下廠），銅站值守組20人，均采用兩組大倒班的值守方式，每班連續(xù)值守7天。值守人員主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡檢、辦理工作票、配合檢修做好現(xiàn)場(chǎng)安全措施及事故處理等工作。值守期間，除工作票辦理需2人值守外，其余人員作為一級(jí)ON-CALL人員在公寓休息待命。

從瀑布溝、深溪溝電站開始，流域后續(xù)電站建成投運(yùn)時(shí)，均采用現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維合一，遠(yuǎn)方集中監(jiān)控運(yùn)行的模式，人員配置精簡(jiǎn)高效。

4.集中控制運(yùn)行的意義

4.1大渡河流域梯級(jí)電站集中控制運(yùn)行是國(guó)家大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的需要，尤其是在黨中央提出“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的背景下意義更為明顯。

作為清潔可再生能源的水電開發(fā)在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)對(duì)氣候變化上具有十分突出的戰(zhàn)略意義。大渡河流域梯級(jí)水電站全部開發(fā)建成后，在汛期，具有調(diào)節(jié)能力的瀑布溝、雙江口等電站在保證龔嘴等徑流電站滿發(fā)的前提下，可攔蓄部份洪水，使水庫增加蓄水。在枯水期，可加大具有調(diào)節(jié)能力電站的出力和下泄流量，提高下游水電站的出力和發(fā)電量，可增加整個(gè)水電站群總的出力和發(fā)電量。據(jù)測(cè)算，通過流域梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度、集中控制，多年平均發(fā)電量將由單獨(dú)調(diào)度運(yùn)行的1057億kWh提高到1123億kWh，約減排二氧化碳698萬t，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)煤280萬t，節(jié)能和環(huán)保效益顯著。

4.2大渡河流域梯級(jí)電站集中控制運(yùn)行有利于流域多業(yè)主電站聯(lián)合調(diào)度。

大渡河干流規(guī)劃“3庫22級(jí)”開發(fā)，因科學(xué)發(fā)展等諸多因素制約，導(dǎo)致開發(fā)時(shí)序不一致，開發(fā)業(yè)主不統(tǒng)一，對(duì)大渡河天然徑流產(chǎn)生不同程度影響，給梯級(jí)防洪、發(fā)電等均帶來不利影響。建立集中控制運(yùn)行開展統(tǒng)一調(diào)度指揮、統(tǒng)一對(duì)外協(xié)調(diào)平衡，可充分利用各電站的有效庫容，根據(jù)梯級(jí)電站的機(jī)組運(yùn)行特性及蓄水調(diào)節(jié)特性，合理調(diào)整各個(gè)電廠的發(fā)電計(jì)劃，優(yōu)化或均化大渡河天然徑流過程，從時(shí)間和空間上解決梯級(jí)電站水資源分布不均的問題，有利于實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用并保障梯級(jí)電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3大渡河流域梯級(jí)電站集中控制運(yùn)行是社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化的需要。

實(shí)現(xiàn)流域梯級(jí)統(tǒng)一調(diào)度、集中控制和科學(xué)合理的優(yōu)化調(diào)度配置，將大大提高流域的防洪標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)效益、枯水期供水能力及發(fā)電能力，保障各梯級(jí)電站發(fā)電、防洪、引水等功能的穩(wěn)定運(yùn)行，從而創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。以龔嘴、銅街子電站為例，通過瀑布溝的調(diào)節(jié)及運(yùn)行方式，可將龔嘴廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)由50年一遇提高到100年一遇，同時(shí)又可增加龔嘴、銅街子電站保證出力215 MW，增加枯水期發(fā)電量7.8億kW·h，同時(shí)也增加枯水期供水約39億m3。

4.4大渡河流域梯級(jí)電站集中控制運(yùn)行是一種先進(jìn)、新興、高效且具有流域特點(diǎn)的電力生產(chǎn)調(diào)度模式[2]。

梯級(jí)電站集中控制運(yùn)行使各梯級(jí)電站的調(diào)度運(yùn)行工作得到進(jìn)一步優(yōu)化，有效節(jié)約人力、物力以及系統(tǒng)投入，充分發(fā)揮電站設(shè)備、技術(shù)、人力、資金等各方面的優(yōu)勢(shì)，降低運(yùn)行成本。

5.結(jié)語

大渡河流域梯級(jí)水電站集中控制運(yùn)行實(shí)踐，是我國(guó)流域梯級(jí)電站群聯(lián)合調(diào)度管理的一次成功探索與應(yīng)用。在它投運(yùn)后，不僅提高了水能綜合利用率，優(yōu)化了流域電站發(fā)電效益，改善了流域生態(tài)環(huán)境，還迎來了包括雅礱江集控中心、三峽成都集控中心以及新疆吉林臺(tái)流域集控等行業(yè)同類單位實(shí)習(xí)、交流，對(duì)國(guó)內(nèi)其他流域電站集中控制的研究和發(fā)展產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。隨著流域水電開發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展，大渡河流域梯級(jí)電站群聯(lián)合調(diào)度的目標(biāo)也將在新的探索中被不斷刷新、不斷超越，最終實(shí)現(xiàn)“流域統(tǒng)一調(diào)度”的宏偉目標(biāo)[1]。

參考文獻(xiàn)：

[1]向進(jìn)，唐勇，楊忠偉.大渡河流域梯級(jí)電站集控中心建設(shè)與運(yùn)營(yíng)[J].水力發(fā)電，2010，（6）.

[2]王雅軍.流域梯級(jí)電站集中控制運(yùn)行模式探討[J].水電與新能源，2013，（4）.

作者簡(jiǎn)介：

尤渺（1973—），男，高級(jí)工程師，工程碩士，長(zhǎng)期從事水電廠運(yùn)行及集控中心調(diào)度管理工作。

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