一、水电厂运行方式的制约条件
尽管水电厂与火电厂相比,在参与AGC调节运行方面具有许多优越性,但由于其在电网中的特殊作用,特别是在水电装机容量占总装机客量比例较低的电网中,水电厂运行方式考虑的因素比火电厂要复杂得多。
1.水电机组的动力来源于水,但水并不是取之不尽,用之不竭的。如何不浪费水,让有限的水力资源发更多的电,是电网经济运行重要的课题之一。
2.水电厂水库的作用除了蓄水发电之外,还有防洪、灌溉、航运、供水等作用,因此水电厂水库调度是一个综合性的问题。
3.水电机组的运行方式,要根据电网中调频、调峰、事故备用三方面的要求统筹安排。
4.水电机组尽管与火电机组相比调节比较灵活,但也存在一些限止条件,如振动区,气蚀区等应尽量避开。
二、水电厂运行方式的安排
水电厂的运行方式依赖于水库的调节容量,因此可粗略地分为长期调节水库的水电厂和知期调节水库的水电厂。
(一)长期调节水库水电厂的AGC机组运行方式的安排
长期调节水库水电厂AGC机组运行方式是针对具有长期(季、年、多年)调节性能水库的水电厂,其目标是避免或减少弃水,且使水库保持发挥发电、航运、灌溉等各项功能所需的正常水位。其任务是在预测全年来水的基础上,安排全年的发电量,并根据各月的来水情况,结合水库其它功能的要求安排月度的发电量及运行方式。水电厂AGC的调节方式也需随运行方式而变化。
在正常来水情况下,水电厂一般应按自动调节方式投用AGC。
在来水较多季节,水电机组为了避免弃水而大发电时,完成年发电量指标成为主要任务。这时,水电厂可按辅助调节方式投用AGC。
当来水集中水电机组需满发时,可按带负荷曲线的方式投用AGC,或退出AGC运行。
(二)短期调节水库水电厂的AGC机组运行方式的安排
对具有短期(周、日)调节水库的水电厂,其目标是在水电厂短期内发电水耗量基本确定的情况下,合理安排水电厂日发电计划,水火共济,使全网发电成本最低。
制定(周、日)调节水电厂运行方式的依据是:
1)长期调节性能的水电厂在长期运行方式中对短期运行发电量或耗水量的分配。
2)短期调节性能的水电厂来水的预计。
3)日负荷预计。
4)水电机组的检修情况。
5)火电机组的检修情况。
三、水电厂机组经济负荷分配
(一)机组优化组合
水电机组的水耗微增率特性曲线是向上凹的,因此机组功率按等微增率分配则全厂耗水量最少。型号和容量相同的机组,可认为这些机组的水耗微增率特性也是相同。则机组功率可简化为按等比例分配,实现全厂经济运行。
当全厂的机组的水耗微增率特性不完全相同时,从经济性而言,则效率高的机组优先开机投入运行。当水耗微增率特性不完全相同的机组并列运行时,则应该按等微增率原则在并列运行的机组间分配负荷。
(二)机组开停机
根据全厂机组出力指令计算得到的机组组合方式,有时可能出现开停机过于频繁的情况,这对实际运行是不利的,甚至是不允许的。尽管水电机组的启停不像火电机组那样要承担较高的费用,但也有附加的耗水损失。此外,开、停机过程中有开关合跳操作,易于损坏设备。因此要把减少机组开停次数作为机组组合的一个因素来考虑。如果机组可作调相运行,则在水电厂短时间的降功率运行时,可转为调相运行方式。一旦系统负荷增加时,可立即转为发电状态,平衡系统负荷。如果水能发电机组无调相运行方式,则要在低负荷运行和开停机操作之间综合平衡,作出选择。
附:紧水滩水电站远方开机系统
紧水滩水电站地处浙江省云和县,在欧江干流龙泉溪上。电厂装有容量为50MW的水轮发电机组六台。电厂为扩大单元接线,220kV母线为单母线带旁路母线,220kV出线二条,110kV出线三条。其中二条220kV出线分别经丽水至金华变和金华双龙变,全长124.6km。
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