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农村水电站优化运行导则(SL293—2003)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/5/4 16:05:56   

  所属频道:  水力发电    关键词:  运行 农村 电站

ICS271.140P59
中华人民共和国水利行业标准
SL293—2003
农村水电站优化运行导则Guidelinesofoptimaloperationofruralhydropowerstation2003-12-22发布2004-04-01实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于批准发布《农村水电站优化运行导则》SL293—2003的通知水国科[2003]629号
部直属各单位,各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局),各计划单列市水利(水务)局,新疆生产建设兵团水利局:
经审查,批准《农村水电站优化运行导则》为水利行业标准,并予发布。标准编号为SL293—2003。本标准自2004年4月1日起实施。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。
二○○三年十二月二十二日
前言
编制《农村水电站优化运行导则》(SL293—2003)的编写依据为水利部[2000]水电字第025号《水利水电技术标准制定项目合同书》和《水利水电技术标准编写规定》(SL1—2002)。《农村水电站优化运行导则》主要包括以下内容:——总则;——基本资料收集与分析;——农村水电站优化运行;——农村水电站群优化运行;——农村水电站优化运行与地方电力系统优化调度;——附录A术语;——附录B电站优化运行系统应用软件应具备的主要功能。本导则批准部门:中华人民共和国水利部本导则主持机构:水利部农村水电及电气化发展局本导则解释单位:水利部农村水电及电气化发展局本导则主编单位:河海大学本导则出版、发行单位:中国水利水电出版社本导则主要起草人:李训铭蔡付林顾圣平史海珊赵夏阳梁华本导则审查会议技术负责人:程回洲权先璋本导则体例格式审查人:窦以松
目次
1总则……………………………………………………………………………………2基本资料收集与分析…………………………………………………………………3农村水电站优化运行…………………………………………………………………3.1一般规定……………………………………………………………………………3.2长期优化运行………………………………………………………………………3.3短期优化运行………………………………………………………………………3.4厂内优化运行………………………………………………………………………4农村水电站群优化运行………………………………………………………………4.1一般规定………………………………………………………………………………4.2电站群优化运行………………………………………………………………………4.3梯级电站优化运行………………………………………………………………………5农村水电站优化运行与电力系统优化调度………………………………………………附录A术语…………………………………………………………………………………附录B电站优化运行系统应用软件应具备的主要功能……………………………………标准用词说明………………………………………………………………………………………条文说明……………………………………………………………………………………………
1总则
1.0.1为了加强农村水电站(以下简称电站)运行管理的科学性,实现电站的优化运行,充分利用水能资源,提高电站经济效益,促进电网安全优化运行,制定本导则。1.0.2本导则适用于装机容量50MW~0.5MW、出线电压等级110kV及以下电站的优化运行。装机容量小于0.5MW的电站可参照执行。1.0.3电站优化运行应在保证电站枢纽工程运行安全和电力系统电能生产安全可靠的前提下,利用现有发电设备和水工建筑物,通过合理调度,使电站和电力系统获得最佳经济效益。1.0.4电站优化运行除应执行本导则的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2基本资料收集与分析
2.0.1电站优化运行方案编制工作,应收集相关基本资料,并分析、检验其合理性与可靠性。2.0.2电站优化运行应收集电站的设计和运行资料,主要包括下列方面:1电站所属流域的水文、气象资料;2电站水库特性资料;3电站下游水位流量关系资料;4电站引水系统、尾水系统及其水头损失资料;5电站历年运行资料;6电力系统对电站运行的要求;7电力市场交易的相关资料;8综合利用的用水要求。2.0.3电站优化运行应收集和整理电站的机组动力特性资料,主要包括下列方面:1水轮机运转特性曲线;2机组功率损失特性曲线;3机组功率特性曲线或流量特性曲线;4机组效率特性曲线;5机组耗水率特性曲线;6机组流量微增率特性曲线。2.0.4电站优化运行,应以机组生产厂家提供的水轮机模型综合特性资料、发电机效率特性资料及电站引水系统和尾水系统的设计资料为依据。有条件时,应通过实测获取机组特性资料。
3农村水电站优化运行3.1一般规定
3.1.1电站应根据电网调度部门下达的发电计划,编制优化运行方案。电站优化运行方案按照工作周期长短及内容的不同,可划分为长期优化运行、短期优化运行和厂内优化运行。3.1.2为实施电站优化运行,应不断提高电站水工建筑物和机电设备的管理水平,保证水工建筑物和机电设备安全可靠运行。具体要求包括:1加强电站设备、设施的运行管理与维修,设备完好率应在95以上,主要设备完好率应达到100;2多泥沙河流上的电站,应采取排沙、防淤、防磨蚀等措施,保持水库或径流式电站前池的调节能力并减轻设备磨蚀;3应加强发电引水系统、尾水系统及其附属设备管理,减少渗漏和水头损失,定时巡视、检修、清污防堵。3.1.3电站优化运行应充分发挥水库的综合利用效益,按照设计要求、优化运行方案或其他专门文件规定执行,不应随意改变。3.1.4电站优化运行时应以水库特征水位等工程设计参数为依据,不应随意改变。3.1.5电站水库应做好水情预报,在满足防洪要求的前提下,合理调度,做到少弃水、多发电。3.1.6电站水库进行预报调度,应随时掌握预报来水、水库蓄水及发电用水等具体情况,加强计划用水。当实际来水与年初预测来水相接近时,宜按原拟订的年预报调度线进行调度;当实际来水与年初预测来水偏离较大时,应根据面临时期预报来水过程,修正后期水库调度线。3.1.7电站宜使机组在高效率区运行。3.1.8在实施电站优化运行过程中,应适时对电站有关工程特性参数及机组动力特性和电厂动力特性等资料进行复核修正,不断提高优化运行水平。3.1.9电站应建立运行技术档案,积累基本资料;加强运行调度人员的培训,不断提高调度管理水平和技术水平;采用新技术,利用计算机和先进的通信手段,逐步实现调度现代化。
3.2长期优化运行
3.2.1电站长期优化运行应根据水库综合利用任务和水库调度图,按照电网和电站的实际运行情况,并依据不同水文条件,统筹兼顾,编制水库调度方案和年度发电计划。3.2.2电站水库调度图应包括下列主要内容:1基本调度线和保证出力调度区;2加大出力调度线和加大出力调度区;3降低出力调度线和降低出力调度区;4防洪调度线和调洪区;5综合需水调度线。3.2.3电站水库调度图可采用确定性来水条件下的时历法绘制基本调度线的方法编制;有条件的电站应采用反映随机来水过程的优化法编制。3.2.4编制电站水库调度方案,制定各种水文条件下的水库优化运行方式,应符合下列要求:1在设计水文条件下,应在满足防洪及其他综合利用正常用水要求的前提下,使电站按保证运行方式发电;2在比设计条件有利(来水偏丰)的水文条件下,应使电站在以保证运行方式参加电力系统容量平衡和满足防洪及其他综合利用正常用水要求的前提下,按电站发电量最大准则制定电站及其水库的运行方式;3在比设计条件不利(来水偏枯)的水文条件下,可采用均匀降低出力的运行方式,使电站降低出力的保证率不低于设计保证率。3.2.5编制电站年度发电计划,应遵循统筹兼顾的原则。年发电量宜按平水年考虑,同时应根据蓄水和来水情况作必要调整。
3.3短期优化运行
3.3.1电站短期优化运行应以长期优化运行方案确定的发电用水量为依据,在满足防洪及其他综合利用用水要求的前提下,以电站发电效益最大为准则。3.3.2电站短期优化运行方案宜根据短期水文预报及有关电力市场信息进行编制。3.3.3对至少具有日调节库容的电站,编制短期优化运行方案时,应充分发挥水库的调节作用,提高电力系统的调峰能力。
3.4厂内优化运行
3.4.1电站厂内优化运行应根据出力、流量和水头平衡关系及机组动力特性编制厂内优化运行总图或厂内优化运行总表。当总负荷给定时,以电站所消耗的总水量最小为准则;当发电总水量给定时,以电站总发电效益最大为准则。3.4.2厂内优化运行机组间最优负荷分配,可结合机组特性,采用等微增率法或动态规划法。3.4.3厂内优化运行应实施机组无功负荷的优化分配。3.4.4厂内优化运行宜采用计算机实时监控;负荷变化不大的电站亦可由运行值班人员按厂内优化运行总图、总表操作实施。
4农村水电站群优化运行4.1一般规定
4.1.1以农村水电供电为主的地方电力系统应实施电站群的优化运行。4.1.2电站群的优化运行应以年发电总效益最大为目标。4.1.3电站群的优化运行应充分利用各电站水文特性及水库调节能力的差异,进行相互之间的补偿调节,充分利用水能资源。4.1.4电站群优化运行时,还应考虑系统整体综合效益最大的目标。
4.2电站群优化运行
4.2.1地方电力系统中电站群的优化运行,应以系统中各电站的优化运行为基础。4.2.2电站群的年优化运行方案,应由电力系统根据负荷情况和各电站水文特性、调节性能及发电量,下达各电站运行计划。各电站应在满足规定的发电约束条件和水库综合利用要求的前提下,实现发电效益最大。4.2.3电站群的月优化运行方案,应根据年优化运行方案和电网需求的情况,在满足其他部门正常用水要求的条件下,通过各电站的优化运行,少用水、多发电,完成各月电力电量平衡。4.2.4电站群的日优化运行方案应以地方电力系统提供的日负荷曲线为基础,合理确定各电站在日负荷图上的工作位置,各电站实行厂内优化运行,达到耗水少、发电效率高的目的。4.2.5电站群的优化运行软件,与地方电力系统优化调度软件应有接口。
4.3梯级电站优化运行
4.3.1梯级电站优化运行应以全梯级总发电效益最大为目标。4.3.2实施优化运行的各梯级电站的机组特性资料及其他有关资料应完备。4.3.3实施优化运行的各梯级电站宜具有计算机实时监控系统或具有厂内优化运行总图或总表。4.3.4梯级电站应与电网调度中心有信息接口,电网调度中心应及时将运行指标下达给各电站,以确定优化运行方式。有条件的梯级电站,宜选择一座骨干电站设置优化运行调度中心。
5农村水电站优化运行与电力系统优化调度
5.0.1电站优化运行应满足电力系统优化调度的要求。5.0.2各电站实施优化运行的计算机系统及软件应符合地方电力系统优化调度的要求。5.0.3各电站与地方电力系统调度中心的信息通道应保持畅通。5.0.4地方电力系统调度中心应配备水文预报、水情测报、水库调度等计算机软件。对各电站有功负荷和无功负荷的指令应及时下达,各电站运行情况应及时反馈给调度中心。
附录A术语
A.0.1农村水电站ruralhydropowerstation为农村电气化建设提供电能,装机容量在50MW及以下的水电站。A.0.2农村水电站群ruralhydropowerstationgroup在同一电力系统中通过电力生产关系连成的由若干农村水电站组成的统一体。A.0.3农村梯级电站ruralcascadehydropowerstation在一条河流或渠道上修建的上游、下游互相联系的两座及以上的农村水电站。A.0.4电站优化运行optimaloperationofhydropowerstation在满足电力系统的供电要求及不改变现有发电设备和水工建筑物的前提下,以充分利用水能资源,提高电站和系统经济效益为目的,按照用系统分析理论和最优化技术编制的电站最优调度方案运行的工作方式。A.0.5电站长期优化运行long-termoptimaloperationofhydropowerstation以水库优化调度为核心,并进行电力系统的长期电力电量平衡,将水电站较长时期(季、年、多年)内的输入能量,最优分配到较短时段(月、旬、周、日)的工作方式。A.0.6电站短期优化运行short-termoptimaloperationofhydropowerstation将长期优化运行分配给当前时段的输入能量在更短的时段间合理分配,按照电站逐日、逐小时(或更短时段)的最优负荷分配方案运行的工作方式。A.0.7电站厂内优化运行optimaloperationofturbinegeneratorsetsofhydropowerstation根据电站设备的动力特性和动力指标,按照厂内最优的运行机组台数、组合和启动、停用计划,以及机组间负荷的最优分配方案运行的工作方式。
附录B电站优化运行系统应用软件应具备的主要功能
1根据电力系统的调度计划和电站水库的来水及当时的水位等情况,确定电站的日负荷计划,在实际运行中进行电站负荷的实时自动给定。2在给定的全厂负荷下,进行工作机组台数和机组组合的最优化计算。按最优化准则选择工作机组的台数和机组号,实现工作机组间负荷的最优分配,并使机组的启、停按最优化准则进行。3对调频电站,在电站机组要改变运行工况时,如增负荷、减负荷、停机及启动新的工作机组等,进行实时计算,给出改变电站机组工况的最优控制规律,并进行机组间随机负荷的最优分配和实时调节。4当电站按给定负荷运行或作调频运行时,进行负荷偏差的检测。当电站的出力和系统要求的负荷值存在偏差时,依据实际偏差值,及时进行相应的调节与控制。5适时对各机组当前的动力特性进行实测,并对实测资料进行分析和处理,比较机组当前的动力特性和优化运行计算所依据的机组动力特性之间,是否存在偏差。当偏差超过允许值时,应及时修正。修正后的机组动力特性存入数据库,作为下一阶段进行优化运行的依据。6能够进行实时水情预报,并根据预报与实测结果的对比,校正有关运行参数。7具有自动、手动两套功能。在正常情况下,由实时控制系统根据优化计算的结果,自动改变机组的运行状况。在特殊情况下,也可以通过输出设备显示,给出按优化准则改变电站机组运行工况的操作指令,运行人员根据指令手动操作执行。8通过计算机屏幕循环显示计划的优化运行方式、操作调节指令、操作控制实况,当前厂内的实际运行方式及相关的技术数据等信息。9能够存储电站的运行参数、技术指标、设备情况等资料,并按需要生成表格,打印成报表。
标准用词说明
为了便于执行本导则,对要求严格程度不同的用词说明如下:
标准用词在特殊情况下的等效表述要求严格程度
有必要、要求、要、只有……才允许要 求
不应不允许、不许可、不要
推荐、建议推 荐
不宣不推荐、不建议
允许、许可、准许允 许
不必不需要、不要求
中华人民共和国水利行业标准农村水电站优化运行导则SL293—2003条文说明目次
1总则………………………………………………………………………2基本资料收集与分析………………………………………………………………………3农村水电站优化运行………………………………………………………………………3.1一般规定………………………………………………………………………3.2长期优化运行………………………………………………………………………3.4厂内优化运行………………………………………………………………………4农村水电站群优化运行………………………………………………………………………4.1般规定………………………………………………………………………4.3梯级电站优化运行………………………………………………………………………5农村水电站优化运行与电力系统优化调度…………………………………………………
1总则
1.0.1本条是制定本导则的目的。我国农村水电建设开发规模大、覆盖范围广、发展迅速,但是不少农村水电站还存在运行管理水平低、发电效益不高、水能资源浪费严重的问题。为使农村水电站充分利用水能资源、提高发电效益,必须挖掘设备潜力、改善设备性能、合理制定运行调度方案,实现农村水电站优化运行。有关资料表明,国外的大型水电站实施厂内优化运行可提高效益0.5~3.0。根据我国一些农村水电站运行经验,编制和实施科学合理的运行调度方案,在增加投入不多的情况下,就可以使发电效益在原有的基础上提高2~6。以2000年为例,全国农村水电站年发电总量879亿kW·h,若按实施厂内优化运行可使电站发电效益平均提高2计,则全国每年可增发的电量超过17亿kW·h,效益巨大;若同时实现长期、短期和厂内优化运行,其社会效益经济效益将更加显著。因此,编制本导则对加强我国农村水电站运行管理的科学性、提高农村水电站运行的水平、充分利用水能资源、提高电站经济效益、促进电网安全可靠优化运行是很有必要的。1.0.2根据我国特点,从管理角度出发,为适应农村经济发展,进一步调动地方办电积极性,1992年2月国发[计农经(1992)138号]文规定,将小水电“以电养电”政策扩大到50MW以下(含50MW);根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,小型水电站装机容量亦为50MW及以下。按照上述规定,本导则将农村水电站装机容量规模确定为50MW及以下。根据我国水电农村电气化建设的实践和经验,装机容量在0.5MW以下的农村水电站一般不易满足实施优化运行的条件和要求,且优化运行的效益相对较小,因此,确定本导则适用对象和范围为装机容量为50MW~0.5MW的水电站。装机容量小于0.5MW的电站可参照执行。1.0.3农村水电站优化运行必须在保证电站枢纽工程安全和电力系统安全前提下实现。不应以降低农村水电站设备、设施和电力系统运行的安全可靠性为代价来实现优化运行。实行优化运行的农村水电站必须设备完善,运行可靠。
2基本资料收集与分析
2.0.21电站所属流域的水文、气象资料主要包括流域的自然地理特性资料(流域水系、地形图等),降水、蒸发、水位、流量、泥沙、冰冻和冰凌的观测资料及有关统计特征资料,有关洪水调查及分析统计资料,水文气象站网的分布情况以及水文、气象预报预测的有关资料等。2电站的水库特性资料主要包括水库的面积特性、容积特性及溢流特性,水库特征水位及特征库容,库区蒸发、渗漏、淹没、坍塌、回水影响范围以及库区土地利用资料等。3电站下游水位流量关系应反映电站发电引用流量及汛期泄水建筑物下泄流量的综合影响。4电站引水系统、尾水系统及其水头损失资料主要包括进水口、引水道、调压室、压力水管、尾水道及有关启闭设备等的设计资料、运行情况、工作性能及水头损失特性资料等。5电站历年运行资料主要包括过去编制的水库调度运行方案,历年运行调度计划及总结,电站历年的上下游水位、出力、发电量、入库水量、出库水量、发电引用水量、耗水率及厂用电等运行实迹记录及统计资料和防洪度汛及其他综合利用部门用水情况资料等。6电力系统对电站运行的要求包括系统的负荷特性,系统对该电站调峰、调频、调相及事故备用的要求,电站和其所属系统的设计保证率等。7电力市场交易的相关资料主要包括负荷、电价、电力系统中其他电站的有关技术经济特性、电力市场交易规则和输电网的有关资料等。8综合利用的用水要求主要包括防洪、灌溉、供水、航运、水产养殖、旅游、水环境保护等部门的用水需求。2.0.31水轮机运转特性曲线表示水轮机水头、出力、效率及吸出高度等参数之间的关系。2机组功率损失特性曲线表示水能转变成电能过程中损失的功率与机组输出功率之间的关系。3机组功率特性曲线表示机组输入功率与机组输出功率之间的关系。机组流量特性曲线是以机组段水头为参数的一簇曲线,该曲线表示在一定的机组段水头下机组引用流量与机组输出功率之间的关系。4机组效率特性曲线表示机组将水能转换成电能的效率与机组输出功率(或输入功率)之间的关系。5机组耗水率特性曲线表示机组耗水率与输出功率之间的关系。通常,耗水率定义为机组输入功率与输出功率之比;当水头给定时,输入功率可以用流量代替,此时,耗水率可定义为该水头下机组引用流量与输出功率之比。6机组流量微增率特性曲线表示机组的引用流量对机组输出功率的导数与机组输出功率之间的关系。
3农村水电站优化运行3.1一般规定
3.1.3由于种种原因,我国现在已经实现优化运行的农村水电站数量较少,加之农村水电站规模相对较小,技术人才缺乏,不少电站对实施优化运行能产生的经济效益认识不足,在运行中往往凭习惯或经验进行操作。针对这种状况,本导则规定农村水电站的优化运行应充分发挥水库的防洪、发电、灌溉、航运和供水等综合利用效益,按照设计要求、优化运行方案或其他专门文件规定执行,运行时不应随意改变。3.1.4电站水库特征水位主要包括:死水位、正常蓄水位、防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位等。3.1.5为了减少弃水,实现多发电,对集雨面积大而库容小的电站,在大雨前要多发电降低库水位,减少汛期弃水量;对集雨面积小,库容小及输水渠道长的电站,可在雨季开始时连续发电,使之在洪水入库之前降到水库死水位;对以灌溉为主的水电站,应在减少雨季弃水的原则下,蓄至较高水位再发电。3.1.7为增加电站发电效益,提高入库流量的发电利用率,应尽量使机组在高效率区运行,缩短机组在低效率区的运行时间。3.1.8电站投入运行后,原设计中的泄洪系统、发电引水系统、尾水系统及水轮发电机组等工程设备的特性与参数在运行中可能发生变化。实施电站优化运行过程中应适时对电站有关工程特性参数及机组动力特性和电厂动力特性等资料进行复核修正。复核修正的内容包括:(1)设计年径流和设计洪水;(2)水库面积特性及水库容积特性;(3)水库正常蓄水位和消落深度;(4)电站下游水位流量关系;(5)泄洪系统和发电引水系统及尾水系统的特性;(6)水轮发电机组的动力特性;(7)电站保证出力、多年平均年发电量、装机容量等参数;(8)设计洪水标准和防洪安全复核,如防洪库容以及相应的特征水位。
3.2长期优化运行
3.2.1长期优化运行的内容是根据水库的入流、电力系统负荷及其他综合利用的要求,运用系统工程理论和优化技术,制定水库的长期优化运行调度方案,实现提高水量利用程度和提高机组工作水头之间的优化平衡,以获得尽可能大的运行效益。长期优化运行方案的目标可由电站发电效益的最大值表示;也可以用电力系统整体的燃料费及运行费用总和的最小值表示。对于具有综合利用功能的水库电站可用各部门用水效益加权和最大为优化目标。
3.4厂内优化运行
3.4.1电站厂内优化运行总图或厂内优化运行总表的内容应包括在不同水头和不同总出力时,最优的运行机组台数和起动、停机顺序,投入运行的机组的编号及其分担负荷。3.4.3厂内优化运行中无功负荷的分配,采用集中还是分散承担的方式及分散承担时各台机组承担的无功负荷大小,应根据各个电站的具体情况经分析比较确定。3.4.4利用计算机进行生产运行过程的实时监控,是实施厂内优化运行的重要手段。农村水电站编制优化运行方案时,应根据具体情况,积极采用计算机实时控制方案。对暂时不具备计算机实时监控系统的电站及负荷变化不大的电站,也可由运行值班人员按厂内优化运行总图、总表实施。
4 农村水电站群优化运行4.1一般规定
4.1.3应充分利用补偿调节提高保证流量,增加水电站群总工作容量,减少弃水,提高水量利用率,更充分地利用水能资源多发电量,提高电力系统及水电站群的经济效益。
4.3梯级电站优化运行
4.3.1实行河流梯级开发是农村水电建设的重要措施。在同一个小流域的水电开发中,往往由于面积不大,而各电站位于同一雨区,又由于工程的实际情况,一条河流上实施梯级开发时,只有部分电站建有水库,其余则为调节能力差或无调节能力的径流式电站。梯级电站联合优化运行应利用水文补偿和库容补偿调节,提高电站水库群的水量利用率和整个梯级电站的发电量。梯级电站特别是梯级相互衔接或回水对上游梯级有影响时,其优化运行应以整个梯级总出力或总发电量最大为原则或在给定梯级总发电量情况下以总耗水量最少为原则。梯级电站优化运行方案的编制可采用逐次渐近法、聚合分解法等。
5农村水电站优化运行与电力系统优化调度
5.0.2实施电站优化运行既可为电力系统实现优化运行创造条件,同时,电站优化运行也是电力系统优化运行的重要组成部分。因此,本条规定电站优化运行的计算机系统及软件应符合地方电力系统优化调度的要求。

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