熊長青，林伊邦，葉汶欣

（四川川投田灣河開發(fā)有限責(zé)任公司，四川 成都610213）

1 概況

田灣河梯級電站按“一庫三級”從上至下串聯(lián)布置，天然落差2120m，每個(gè)電站均安裝2臺單機(jī)120MW的沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組，其中金窩1號機(jī)組已完成技改擴(kuò)容至140MW，總裝機(jī)容量740MW。

2 “一庫三級”電站取水方式

仁宗海水庫正常蓄水位2930.00m，水庫死水位為2886m，正常蓄水位以下庫容1.09億m3，調(diào)節(jié)庫容0.91億m3，具有年調(diào)節(jié)能力。

金窩電站首部區(qū)間流量采用底格欄柵取水（生態(tài)流量除外），設(shè)計(jì)取水能力8.5m3/s金窩電站調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)庫容7萬m3，具有一定的日調(diào)節(jié)能力。

大發(fā)電站首部區(qū)間流量采用底格欄柵取水（生態(tài)流量除外），設(shè)計(jì)取水能力16m3/s；大發(fā)電站調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)庫容5.73萬m3，具有一定的日調(diào)節(jié)能力。

3 “一庫三級”電站水的經(jīng)濟(jì)分配策略

下一級電站的發(fā)電能力受上一級電站發(fā)電能力影響很大，龍頭水庫（仁宗海水庫）水的利用起著決定性的作用。

3.1 仁宗海水庫水能利用經(jīng)濟(jì)分配策略

1）分配依據(jù)如圖1所示。

2）經(jīng)濟(jì)分配策略

圖1 仁宗海水電站水庫調(diào)度圖

根據(jù)水情多年統(tǒng)計(jì)的田灣河流域流量，得出月平均流量，因田灣河按照清水不下河的設(shè)計(jì)思想，主汛期7、8、9月份，金窩和大發(fā)閘首不取含沙量大（含沙量大對水斗轉(zhuǎn)輪磨損嚴(yán)重）的區(qū)間水為原則，可以測算得出每月和每日的發(fā)電計(jì)劃，如表1所示。

3.2 區(qū)間流量和具有日調(diào)節(jié)能力的調(diào)節(jié)池經(jīng)濟(jì)分配策略

以滿足給定總負(fù)荷條件下，少用水庫中水，盡最大可能利用區(qū)間水發(fā)電，保證兩調(diào)節(jié)池不棄水為原則。

EDC面向流域全部機(jī)組，對全流域的機(jī)組控制有效；AGC面向單站機(jī)組，各站AGC功能不相關(guān)，僅對單站機(jī)組控制有效，負(fù)荷控制為單站控制或EDC控制，不能直接接受省調(diào)命令；EDC調(diào)節(jié)方式分為開環(huán)和閉環(huán)，開環(huán)時(shí)，EDC分配的有功值只起指導(dǎo)作用，只有在閉環(huán)方式下，EDC分配的有功值才下發(fā)到各電站機(jī)組有功調(diào)節(jié)功能塊。

表1 各水期仁宗海水庫水位負(fù)荷分配策略

3.3 田灣河梯級水電站EDC優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)

式中N為水電站的個(gè)數(shù)；Zui為第i級電站上游水位；Zsi為第i級電站上游設(shè)定水位；Qi為第i級電站發(fā)電流量。當(dāng)時(shí)，ξi=1；當(dāng)時(shí)，ξi=0；ΔZi為第i級電站上游設(shè)定水位的死區(qū)值。

梯級水電站EDC負(fù)荷調(diào)整策略的主要思想是當(dāng)非首級的某級電站庫水位過高時(shí)，該級電站多帶負(fù)荷，反之，該級電站少帶負(fù)荷。

3.4 田灣河梯級水電站自動發(fā)電控制系統(tǒng)AGC控制策略

AGC控制的功率為：

PSET：給定的單站總負(fù)荷；

不參加AGC運(yùn)行機(jī)組的實(shí)發(fā)總有功。

3.5 單臺水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略

調(diào)速器采用PID調(diào)節(jié)，有噴針開度控制、頻率控制和功率控制三種控制方式的六噴六折液壓操作系統(tǒng)。通常并網(wǎng)前采用頻率控制，并網(wǎng)后采用功率控制方式，在手動方式下為開度控制。

機(jī)組單噴針開機(jī)并網(wǎng)，當(dāng)流量大于5.5%額定流量（金窩：負(fù)荷大于6.3MW）時(shí)，由單噴針切為雙噴針；單站內(nèi)水斗式水輪發(fā)電機(jī)接收到AGC分配的有功值后，根據(jù)效率投入噴針數(shù)量，當(dāng)流量小于3%額定流量(金窩：負(fù)荷小于1.6MW)時(shí)，由雙噴針切為單噴針運(yùn)行；始終保持最優(yōu)工況運(yùn)行。如表2。

表2 機(jī)組負(fù)荷變化調(diào)速器噴針切換點(diǎn) 單位：MW

4 結(jié)束語

合理利用好具有年調(diào)節(jié)能力的水庫、再用軟件流域經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制EDC，利用好區(qū)間流量和日調(diào)節(jié)能力的調(diào)節(jié)池，在總負(fù)荷給定條件下AGC建議其流域梯級電站工作機(jī)組最優(yōu)臺數(shù)、組合及啟停次序、機(jī)組間負(fù)荷的最優(yōu)分配、配合智能的調(diào)速器最優(yōu)工況運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一庫三級水電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證了以最小的水量產(chǎn)生最大的電量，提高水電站的總效率，減少資源的消耗，也減輕了運(yùn)行人員的工作量。