丰满水库调度在“经济运行”中的作用与贡献

王 进，尤晶晶，韩 松，潘雪松

（1.丰满发电厂，吉林省吉林市 132108；2.吉林省第二松花机动防汛抢险队，吉林省吉林市 132001）

丰满水库调度在“经济运行”中的作用与贡献

王 进1，尤晶晶2，韩 松1，潘雪松1

（1.丰满发电厂，吉林省吉林市 132108；2.吉林省第二松花机动防汛抢险队，吉林省吉林市 132001）

国民经济飞速发展，能源和环境制约趋紧，清洁的电力能源需求日渐增大，生态环境压力持续增大。据此，水电厂的经济运行对以一种清洁、可再生、无污染水能转化成电能是全国经济运行发展重中之重。科学调度、提高预报精度、总结来水规律、提高发电运行计划合理性、科学合理安排机组运行方式提高水库的经济运行水平对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。

经济运行；水库调度；发电效益；防洪效益

0 引言

丰满水库是—个以“发电为主、兼顾防洪”为调度原则的大型水库，担负着发电、防洪、航运、农灌、城市供水等多方面综合利用的任务。在发电方面，丰满发电厂是东北电网主力调峰电厂之一，担负着调峰、调频、事故备用等任务，并是联络电网南北的中枢。在防洪方面，对保证全国重点防洪城市吉林和哈尔滨市以及松花江沿岸农田等的安全渡汛起到了重要作用，并在航运、农灌、城市供水等综合利用方面功不可没。

水电厂经济运行的效益体现在：一是由于科学调度，产生超蓄、超发和提高发电水头的节水增发电能；二是机组经济运行，包括合理分配机组间负荷，使机组处于经济负荷区和缩短机组并网时间所减少的电能损失。从统计的资料看，科学进行水库调度产生的效益是巨大的。

1 水库调度在水库经济运行中的作用

水库调度在水库运行中依据对水库流域的长、中、短期水文气象预报，预测流域的来水情况制作发电计划，在满足国民经济各部门（如农灌、航运、城市用水等）对用水的需求，确保水库防洪安全的前提下，最大限度地提高水库的水能利用率，提高水库的发电效益，从而实现水库发电、防洪双丰收。

1.1 水库调度图

根据保证率较高的历史水文资料，利用径流的时历特性和统计特性，按水电站水库运行调度总原则，同时遵循一定的最优准则，编制的一组控制水库发电运行的调度线，结合水库的防洪调度线，即组成完善的水库调度图。在目前对未来天然径流还不能正确预知的情况下，按调度图运行能使水电厂工作可靠性和经济性之间的矛盾、防洪和发电兴利之间的矛盾得到一定程度的解决，在满足一定的防洪要求的基础上，使水库发挥较大的发电和综合利用效益。因此，水库调度图是正确管理水电厂、保证电厂安全经济运行的必要依据。但在偏丰以上的来水年份，按调度图运行往往造成较多的弃水损失，水量利用不够充分。当前水文气象预报水平不高，对未来的径流还不能做到完全正确的预测，但尚有一定精度，特别是短期洪水预报。因此，可利用短期和中期预报与水库调度图相结合的方式来调度水库，弥补调度图的不足，使水库发挥更大的综合利用效益。

1.2 长期预报

年和月的来水量预报是水电厂制订长期运行调度计划时的依据。来水量的年内分配，结合实际运行库水位在调度图的位置，制定出各月和全年的发电计划。根据各月来水量的预报和月初实际库水位在调度图的位置，逐月修正水库运行计划，调整各时期的控制水位。如预报汛期来水偏多，可有计划地大发水电，使库水位接近正常保证出力区的下限运行，迎接洪水的到来，提高水库的水能利用系数。反之，长期预报来水偏枯时，各月的控制水位要接近调度图的上限，这样可充分利用水头，发挥水库天然来水的不蓄电能，降低发电耗水率。

1.3 中期预报

中期预报是水电站及时调整水库运行计划的主要依据，如旬预报来水较多，库水位又较高时，可采取大发电措施增发季节电能。在汛后，根据中期预报掌握水库的蓄水，拦蓄洪尾，利用防洪库容为兴利蓄水，以达到二种库容重复利用。

1.4 短期暴雨和洪水预报

在水库水位接近或达到汛限水位时，是制定水库洪水调度方案的依据，结合水库的调洪原则、调洪控制水位，计算确定下泄流量和水库调洪过程。水位未达到汛限水位前，若洪水预报结果指出水库将调节洪水，可提前开闸放流，控制库水位缓慢上升。短期暴雨预报是用作调整放流量和水库调节水位的参考依据，利用24、48h的暴雨预报方案，必要时根据假想洪水预报结果采取提前预泄措施，腾出库容，减少最大放流量，以利防洪调度。

图1 常规调度图示

2 水库调度提高水库经济运行中采取的一些措施

丰满水库控制运用近50年来，逐渐开展了短、中、长期水文气象预报工作，在实际运用过程中，采取长计划短安排的方法，根据水库调度图的各时期控制水位，参照来水量预报结果，不断调整运行方式。

2.1 定期提出水库调度运行方案

水库调度全图（见图1）包括5个分区：

（1）A 区——保证流量区。实际蓄水位落到此区，水电站按保证流量工作。

（2）B区——加大流量区。实际蓄水位落在此区，水电站按加大流量调度线的流量工作。

（3）C区——全流量工作区。实际蓄水位落在此区，为减少弃水，水电站应全流量工作。

（4）D区——限制流量区。实际蓄水位落到此区，可按降低流量线的流量工作。

（5）E区和F区——防洪限制区。实际蓄水位落到此区，表明出现了大洪水，应开启闸门泄洪，可按正常泄量（或安全泄量）下泄。

根据水库调度图定期于每年的4月初（全年）、6月初（提汛期）、10月初（提供水期）和每月初及汛期的旬初、每季季中分别研究分析后期的来水形势，并提出相应的发电、防洪调度方案。根据具体情况，还提出临时性的调度报告，做好上级领导的参谋。

2.2 中、短期预报相结合

用长期预报对年来水量的多少作出定性的分析，并在一定保证率的条件下确定全年的发电计划，如预报来水偏丰，就用来水保证率50%；预报来水正常时，用75%来水频率作出年发电计划，再由年内各月来水量分配的预报，结合调度图各时期合理的控制水位和电力系统供电的要求，并考虑到水库综合利用部门的要求，对各月、季的用水进行分配，制定出电厂的长期调度运行计划。因长期预报的准确度较低，故要根据中期预报的结果逐月逐旬地修正水库运行计划。特别是汛期来水集中，并变幅大，及时调整整旬的调度运行计划是很必要的。汛情紧张时，还经常对来水形势做进一步分析，及时提出修改水库发电调度和洪水调度的运行方式。用短、中、长期预报相结合，互相补充修正使水库的控制运用计划切合实际。

2.3 汛前大发电措施

丰满水库自进行人工调节以来，有19年偏丰水以上的年，分别在不同时期采取汛前大发电措施。多年来，在汛前采取大发电措施的条件是：

（1）预报后期来水偏丰。

（2）实际库水位较高，近于正常保出力区的中限。

（3）当时来水量较大，库水位处于上升的趋势。

（4）系统有一定的备用容量代替，当丰水预报失效后，能及时减发水电保证水库蓄水。

按水库调度图规定，丰满水电站的正常保证出力是16.6万kW，相当于日发电量400万kW·h，而装机全出力运行可日发电2406万kW·h，故提前采取大发电措施。发季节性电能的效益是很可观的，目前，丰满水库提前进入满发一天可多发季节性电能2000万kW·h。

2.4 对汛期防洪限制水位的掌握

丰满大坝系I级建筑物，防洪标准为500年一遇设计，万年校核。为确保大坝安全，对历年洪水的成因进行了分析，采取了一些有力措施：

（1）加强洪水调度工作中的组织领导。

（2）根据流域特点，对汛限水位进行分期控制，增加季节性防洪库容。

（3）做好预报调度工作，充分使用洪水预报，并适当考虑短期暴雨天气预报，深入分析洪水规律，尽力做到发电库容和防洪库容共用。

在来水偏丰年份，适当降低水库水位，提前进入大发电，预先为水库腾空2亿～5亿m3库容。在一般来水年份，根据对后期来水情况的分析和水库实际运行情况，在调度中灵活掌握水库水位，以保证蓄满水库。

2.5 水库的汛末蓄水

丰满水库是一个不完全多年调节水库，水库不可能每年蓄至正常高水位，故掌握汛末蓄水时机，是发挥水库综合效益的关键。如在大水年库水位未消落到汛限水位以前就关闭闸门或调整发电运行方式，抓洪尾充蓄防洪库容，以利于水库的蓄水。能否蓄满水库，关键在于对后期来水条件的识别，中期来水预报和洪水预报是识别后期来水条件的依据，预报成果的好坏，直接影响效益的发挥。丰满水库自1953年以来有19年汛末蓄水超过261m，超蓄电量30.8亿kW·h，为供水期的供电和保证水库下游的农田灌溉、航运及工业用水等综合利用发挥了很大的作用。

2.6 机组运行工况

制定每台机组的高效运行区、低效运行区，合理选择机组的运行台数和机组间负荷的经济分配，在实际调度运行尽量保证每台机组运行在高效运行区内，减少低负荷、空负荷运行时间。建议丰满电厂1、2、6号机组在40MW以上负荷运行，3、4、5、7、8号机组在45MW以上负荷运行，9、10号机组在50MW以上负荷运行，11、12号机组在80MW以上负荷运行。9、10、11、12号机组，在非大发电阶段少发或不发电，其所承担的发电指标由其他机组替代，在财务结算时，以机组装机比例等方式划拨回来，以实际上保证水库的经济运行，又保证相关机组还贷、股份公司利润等相关问题。

2.7 水库参数的复核

重新复核、制定丰满水库调度图，保证水库经济运行指标计算的合理性。丰满现有水库调度图为60年代成果，现在白山水库建成、丰满最小出流加大等，要求必须重新复核、制定丰满水库调度图。在计算中，按水库调度报出发电计划与实际运行计划之间，做折算，计算水头损失电量计算，以合理评估由于电网缺电等因素加大发电，产生与按调度图运行之间造成的电能损失。加大对水库经济运行研究工作的力度，参加公司经济技术与战略发展研究相关水电经济运行专题的研究工作，及时掌握相关情况，立足于掌握经济运行考核的主动权和话语权。

2.8 水电站多种运行方式相结合

水电站厂内经济运行、短期经济运行、长期经济运行相结合，三者相互联系、影响、制约为一整体，又相对独立，理论上讲，研究应从先厂内、短期、再长期，而实际研究则次序相反。

3 水库调度在经济运行中的成绩

水库调度作为丰满电厂防汛、经济运行的一个重要部门，丰满水库电力调度的任务是通过水库调度，增加发电生产的计划性、预见性；科学地使用水库容积，少弃水，多蓄水，提高水量利用率；合理安排发蓄，充分利用水头及水能，降低耗水率，统筹安排，综合平衡，尽量满足各综合利用部门对水库提出的要求。丰满水库调度利用自身掌握的专业技术知识，发挥水电发电效益，在大水年份主要体现在通过大发电泄流减少弃水上，一方面是预见到水库会发生弃水，在主汛期前，通过大发水电，较大幅度地降低水库水位；另一方面是在主汛期大的降雨过程来临之前，正确调整水库水位；洪水后期，根据退水预测、分析，适时拦蓄洪水尾巴；在来水较少的年份，主要体现在抬高水头，降低耗水率上。以合理地安排发蓄和蓄泄，使安全与经济结合起来，兴利与除害结合起来，近期需要与远期利益结合起来。

3.1 在超发方面

丰满水库自1953年进行人工调节以来，有19个偏丰以上年份，所创造的增发季节性电能平均在2亿kW·h。其中，水库调度的发电效益在1995年、2005年、2010年，得到了很好的体现。

1995年l～8月，丰满电厂实际调度运行与调度图设计相比多发电量6.04亿kW·h，为电网增加8500万元效益。

2005年5月根据来水情况，便开始大发水电，提前预发。全年6次大发，持续时间71天，大发水电11.09亿kW·h。其中，2005年5月17日～2005年6月2日、2005年6月7日～2005年6月9日、2005年7月26日～2005年8月2日三时间段为预发，控制水位；2005年6月22日～2005年7月23日为洪水中满发，控制水库水位不超汛限水位；2005年8月18日～2005年8月21日为洪水中大发，确保水位安全，水库水位即满足防洪调度要求，同时，又保证汛后蓄洪尾，保证蓄满水库。由于预报准确、调度科学合理，保证了主汛后，水库水位最高蓄至263.15m，蓄满了水库，创造了巨大的超蓄效益。

2010年1～8月，丰满电厂实际调度运行与调度图设计相比多发电量8.85亿kW·h，为电网增加12454万元效益。

2013年，通过丰满水库流域特丰水及大洪水预测成果应用，丰满重建工程影响2013年防汛的调度协调工作、春汛前调度风险预控（速降水位4.21m迎工程施工）、工程施工保障调度、自下游开江日（4月11日）启动大发电调度、主汛前（江桥围堰设防解除日6月11日）急降水位3～253m迎大汛、70年一遇特大洪水调度创佳绩，年发电达35.5亿kW·h，为多年平均发电量2.2倍，创造了发电量历史新纪录，超历史第二位1960年7亿kW·h，创造了2.25亿元增发电效益。

3.2 在超蓄方面

丰满水库自1953年以来有19年汛末蓄水超过261m，超蓄水量164亿m3，超蓄电量30.8亿kW·h。水库的超蓄、超发电能近60.8亿kW·h，年均超蓄、超发电能超过3.6亿kW·h。其中节水增发电量效益主要在2002年、2007年得到很好体现。

2002年是特枯水年，按“部颁”考核标准，全年节水增发电量1.1308亿kW·h，水能利用提高率为10.6%。

2007年，水库调度人员精心制作中长期来水预报，成功研制了“节气干支及周易综合预测模型”，成果应用于2007年长期预报，预报全年来水少2～4成，实际少3.8成，获得了巨大成功。由于预报准确，调度采取了“瞻前顾后、细水长流”“发蓄兼顾、以蓄为主”的调度运行方式，为以后供水期储存水量，保持水库正常运行。虽然为特枯水年，节水增发电量仍取得了0.5484亿kW·h的好成绩。

4 结束语

通过多年的调度实践，丰满电厂业务人员从流域内实际情况出发，多调查、多分析、多参考、多总结，理论与实际相结合，辩证实施，动态预报，优化调度，调整运行方式，最终做到充分挖掘水库的潜力、提高水电站水库的运行管理水平、增加发电效益、确保电网的安全运行，实现“工程水利”向“资源水利”转变，促进经济社会可持续发展。

王 进（1983—），男，中级工程师，主要研究方向：水文水资源工程、水库调度及其自动化系统等。E-mail:446741904@qq.com

尤晶晶（1984—），女，中级工程师，主要研究方向：水文水资源工程、水利工程及其自动化系统等。E-mail:635262724@qq.com

韩 松（1985—），男，中级工程师，主要研究方向：水文水资源工程、水利工程及其自动化系统等。E-mail:313166551@qq.com

潘雪松（1983—），男，中级工程师，主要研究方向：水文水资源工程、水利工程及其自动化系统等。E-mail:709412774@qq.com

The role and Contribution of Fengman Reservoir Operation in the “Economic Operation”

WANG Jin1，YOU Jingjing2，HAN Song1，PAN Xuesong1
(1.Fengman Hydro-power plant，Jilin132108，China；2.Jilin Province，the second Songhuajiang motor flood control team,Jilin 132001,China)

With the rapid development of the national economy，energy and environmental constraints seriously,the demand for clean power energy is growing，ecological and environmental pressures continue to increase. So the economic operation of hydropower plant has been the weight of the development of the national economy. Scientific dispatch of reservoir、improvement of prediction accuracy、summary of the water law、improvement of the rationality of power generation operation plan、scientific and reasonable arrangement of unit operation mode have very important significance to solve the problem of energy shortage in the development of national economy、improve the ecological environment、promote regional economic coordination and sustainable development.

economic operation; reservoir operation; generation benefit; flood control benefit