东坪水电厂机组经济运行探讨

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　　【摘要】本文通过分析东坪电厂机组运行工况，提出机组经济运行应采取的措施，从而实现机组的优化组合和水量利用率最大化，增加发电效益。
　　【关键词】东坪水电厂；机组；经济运行
　　一、概况
　　东坪水电厂位于湖南省益阳市安化县东坪镇，处资水中游，上距柘溪水电厂10km。控制流域面积35500km2，坝址多年平均径流量222m3/s，电站装机4 8MW，多年平均发电量2.9亿kW・h。
　　东坪电厂水库为低水头河床径流式日调节水库，水库正常蓄水位96.5m，死水位92m，总库容0.32亿m3，调节库容0.75亿m3。机组参数如表1：
　　
　　表1机组参数表
　　二、机组负荷分配方案
　　某一时段内，在满足电力系统给定负荷要求的前提下，使各机组总耗水流量最小，是电厂机组运行有功负荷的最优化分配准则。根据这一准则，当电力系统在某一时刻分配给水电厂的负荷为常数时，水电站机组间最优化分配应该满足通过各机组总流量为最小的条件，其数学表达式为：
　　
　　式中，N为系统给定水电厂的总负荷值；Q为水电厂机组引用的总流量；N1，N2…，Nn为各台机组承担的负荷；Q1，Q2…，Qn为各台机组引用的工作流量。
　　结合本厂机组的运行特性，由于四台机组均为同类型机组，耗水量特性相同，各机组也具有相同的微增率特性，可按等负荷法指导机组间的负荷分配，达到经济运行的目的。
　　三、机组运行工况分析
　　1．机组效率分析
　　根据多年平均水头（Hp=7.5米）以及近三年平均库水位（95.30米），以及东坪电厂水轮机运转特性曲线（表2）和实测机组运行工况（如表3）进行分析可知，当机组工作水头高于设计水头时，机组出力范围在13MW－18 MW区间时效率相对较高。
　　
　　表2水轮机运转特性曲线
　　表3机组各工况运行区域
　　从表2和表3可以看出，水头越大，水轮机效率越高。在水头固定的情况下，水头为6～8米时，水轮机效率最高（94.4%）。作为径流式水电厂，应该在保持基荷工况下运行最为经济，即经常保持库水位在较高水位下运行，可以获得较高的机组效率和水能利用率。
　　2．拦污栅造成的水头损失分析
　　水电厂水头除大部分以工作水头发电外，水流在通过进水口拦污栅时，拦污栅对其有局部阻挡作用，产生了一定的水头损失。同时，所拦截的杂物，部分地堵塞栅孔，使拦污栅原有的边界条件改变，加剧了对水流的阻碍作用，致使过栅的局部水头损失增加。因此，测量拦污栅前后压差，监视堵塞情况，及时对拦污栅进行清污，可减少水头损失。
　　3．机组耗水率分析
　　
　　根据公式（1）和（2）可知，在同样出力的情况下，要使水轮机耗水率小，应尽可能抬高水轮机工作水头和保持水轮机在高效率区运行。
　　对机组在相同的运行水头，相近的水头损失，以及带相同负荷条件下的耗水率进行分析。导叶开度值越大，则耗水率也越大，水能利用率越低。
　　四、结论
　　通过分析机组负荷经济分配方案和机组运行效率、拦污栅造成的水头损失、机组耗水率等情况，实现机组经济运行应采取如下措施：（1）优化水库调度，在确保安全和满足防洪要求的前提下，尽量保持高库水位运行；（2）加强对拦污栅差压监视，特别是汛期期间，及时联系对拦污栅清污，最大程度上减少水头损失；（3）合理开、停机组。
　　在相同工作水头下，结合多年机组运行工况分析，单机运行及机组组合运行效率如下：
　　（1）一台机运行：#1G效率相对较高，其次是#2G、#3G、#4G。
　　（2）两台机运行：因机组为扩大单元接线方式，开机时需考虑供电可靠性、无功负荷的分配等情况，故开两台机优先考虑#1G+#4G组合或#2G+#3G组合方式。
　　（3）三台机运行：首选#2G+#3G+#4G，备选#1G+#2G+#4G。
　　（4）优化机组负荷分配。机组宜采用等负荷法分配负荷，且优先运行在13MW――18MW负荷范围。
　　五、结语
　　近年来，随着电力系统负荷需求量急剧增加以及电网对电能质量不断提高，机组的优化运行显得越来越重要。本文通过分析东坪电厂机组实际工况，提出机组实现经济运行应采取的措施，实现发电厂内的开机次序、开机优先组合选择和机组间负荷的最优分配，以达到机组经济运行的目的。

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