凌津滩水电厂水库特性及节能调度研究

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【摘 要】凌津滩水电厂是五强溪水电厂的反调节电站，也是沅水干流梯级开发的最末一级电站，共装有9台单机容量为30MW的灯泡贯流式水轮发电机组。水库具有日调节能力，调节库容相对较小。贯流式机组效率受水头影响大，如何实现五凌两厂的联调，是提高水资源利用率的关键。本文通过凌津滩水库特性研究结合国家行业有关节能调度文件分析五凌联调的必要性。

【关键词】日调节；节能调度；联调

1.　电厂概况

凌津滩水电厂位于湖南省桃源县境内，是沅水干流梯级开发的最末一级电站。上距五强溪水电站47.5km，下距常德市80km，是五强溪水电厂的反调节电站，工程以发电为主，兼有航运效益，电站装机容量为270MW（9×30MW），多年平均发电量12.15亿kWh，年利用小时数4500h。凌津滩坝址以上流域面积85800km2，占沅水总流域面积的95.3%。凌津滩至五强溪区间总集水面积为2000km2，坝址多年平均流量2090m3/s，多年平均径流量659亿m3，总库容6.34亿m3。水库正常水位51.0m，相应库容1.53亿m3，汛限水位50.0m，相应库容1.23亿m3，死水位49.1m，死库容1.07亿m3，调节库容0.46亿m3。

电站厂房属河床式厂房，安装9台30MW灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量为30MW，额定水头8.5m，设计最高水头13.2m，单机额定流量为403m3/s。

2.　凌津滩水库的特点

2.1反调节水库：凌津滩水电站位于五强溪电站下游，坝址以上流域面积85800km2，其中凌津滩至五强溪区间总集水面积为2000km2，区间流量较小，入库流量主要来自于五强溪出库流量。凌津滩水电站以发电为主，兼有航运效益，同时还担负下游桃源县城及常德市区等城镇的供水任务。

2.2上游水位变化快，调节库容小：凌津滩水库调节库容为0.46亿m3，库容水位曲线较陡，当入库流量和出库流量差值达600-700　m3/s时，水位变化为0.1m/h。而五强溪电厂满发时出库流量达3300m3/s，我厂单机额定流量为403m3/s，因此当五强溪满发而我厂无负荷带时或者五强溪晚上全停而我厂需调峰调频时上游水位变化极快，水库基本上不具备调节能力。

2.3下游水位变化快：查凌津滩尾水位流量曲线可以看出当单机满发出库流量为290　m3/s时尾水位为38m，当机组满发流量为3400　m3/s时下游尾水位为41.4m，差值为3.4m，2011年凌津滩最高尾水位为45.54m，最低尾水位为37.75m。

2.4　水头变化受上下游水位变化影响大，对机组出力影响较大：凌津滩机组额定水头为8.5m，2009年、2010年、2011年平均水头分别为11.14m、10.9m、11.49m，汛期来水量大，机组出力大，下游水位高，水头低，机组水头逐步降低导致出力受阻；当流量继续增大，水头快速降低，使电站水头降低到小于最小设计水头无法发电而被迫停机；枯水期上游来水量小，但机组出力小，下游尾水位低，水头高，但流量小机组出力受阻，发不出额定出力；发电量主要来自汛期发电，因此水头能量主要分布在平均水头以下的低水头部分。

2.5　凌津滩水电站位于沅水流域最后一级：肩负极大航道责任，由于航运交通的发展，船只吨位的增大，航运对水位和流量要求也越来越大，在进行负荷调节时，应全面考虑综合考虑。

3.　五凌联调必要性

3.1凌津滩水电厂作为五强溪水电厂的反调节电站，应当与五强溪水电厂发电方式相匹配，保证水库高水位运行。根据《湖南省调规程》第98　条水库发电调度原则要求：“反调节水库，应在保证下游工农业用水需要的同时，与上游调峰电厂加强联系，保证水库高水位运行，增减发电出力应尽量与上游调峰电厂协调一致。”五强溪水电厂出库水量到达凌津滩水电厂约需2小时，因此五凌两厂之间的流量关系可以较好预测，具备水库联合调度的条件。

3.2　凌津滩水电厂位于沅水流域最后一级，担负发电、防洪、航运、供水综合效益。根据国务院办公厅于2007年8月2日下发的《节能发电调度办法（试行）》要求：“对承担综合利用任务的水电厂，在满足综合利用要求的前提下安排水电机组的发电负荷，并尽力提高水能利用率。对流域梯级水电厂，应积极开展水库优化调度和水库群的联合调度，合理运用水库蓄水。”凌津滩水电厂处于沅水流域的最末一级，是沅水流域梯级调度的重要电厂。通过五凌联调可以更好的发挥五凌两厂的发电、防洪、航运等综合效益，也能有效保证下游城镇的供水。

3.3　凌津滩水库调节库容小，基本不具备调节能力。根据国务院办公厅下发的《节能发电调度办法（试行）》要求：“无调节能力的水能发电机组按照“以水定电”的原则安排发电负荷。”同时下发的《节能发电调度办法实施细则（试行）》明确提出：“无调节能力的水电厂按照“以水定电”的原则进入日发电组合；有调节能力水电厂按水库水位控制计划进入日发电组合；承担综合利用任务的水电厂，依序满足其综合利用的要求。”在国标《大中型水电站水库调度规范》中要求：“日调节及无调节水库，应特别重视短期水文预报，编制相应日运行计划，库水位应尽量维持在较高位置运行。”“电网应根据水电站特性，结合水文预报及复合预计成果，合理安排运行方式。当水库弃水或有可能弃水时应尽可能安排火电多调峰，增加低谷用电，提高水电发电负荷率，使水电站（特别是调节性能差的水电站）避免不应有的弃水、多发电，以节约燃料资源。”凌津滩水电厂属于日调节水库，应当根据上游来水情况即五强溪出库情况进行水文预报，并编制相应日发电计划，将库水位控制在较高水位运行。但是一直以来凌津滩水电厂日发电方式与五强溪水电厂发电方式不匹配，运行库水位偏低，自2009年以来凌津滩水电厂运行库水位逐年下降，2009年、2010年、2011年平均库水位分别为50.75m、50.69m、50.49m，与水库正常运行水位51m相差较大，水能利用率严重下降。通过五凌联调可以实现五凌两厂日计划的较好匹配，提高水库运行水位，提高水能利用率。

4.　结语

按照国家建设资源节约型、环境友好型社会要求，根据《节能发电调度办法（试行）》等节能减排政策，实施流域梯级电站水电联合优化调度是坚持统筹兼顾流域上下游，统筹兼顾水量、水头，科学利用优质洁净可再生能源资源的根本方法，是实现节能减排目标的重要途径，对贯彻落实科学发展观，促进又好又快发展具有重要的意义。实现五凌联调有利于提高五凌两厂的水能利用率，改善通航条件，保证下游供水，能够提供良好的经济效益，对于推动沅水流域梯级调度具有重要意义。

作者简介：

刘文阳（1982-），男，江西高安人，助理工程师，主要从事水电厂发电运行工作。