水電站運行調(diào)度發(fā)展

19世紀末葉水電站多為孤立的，或為某一用途如冶煉、造紙而建造，故其運行方式較單一。20世紀以來，建成一批大型水電站，并以高壓輸電線聯(lián)入電網(wǎng)。電網(wǎng)內(nèi)電源構成多樣化，因而出現(xiàn)水火電站聯(lián)合運行。1960年以來，由于大電網(wǎng)調(diào)峰和調(diào)相的需要，由于核電發(fā)展和石油價格上漲，抽水蓄能電站得到迅速發(fā)展。它的運行方式比常規(guī)水電站更為復雜。從水電站運行調(diào)度的發(fā)展過程來看，已從單一電站的發(fā)電運行發(fā)展到發(fā)電、 抽水、 備用以及水庫綜合利用等多目標運行；從局部電網(wǎng)內(nèi)少數(shù)水電站水庫發(fā)電調(diào)度，發(fā)展到大地區(qū)聯(lián)合電網(wǎng)內(nèi)多座水電站水庫群補償調(diào)節(jié)。為此必須發(fā)展各種實時優(yōu)化運行的自動化技術，并對水庫發(fā)電調(diào)度實行優(yōu)化管理。

水電站運行方式的實時優(yōu)化調(diào)度，現(xiàn)需發(fā)展各種可靠性高的自動控制、自動調(diào)節(jié)裝置，加強水電站的水情預報以及與外部的通訊聯(lián)系，發(fā)展各種可編程序控制器，以提高水電站的自動化水平、調(diào)節(jié)品質(zhì)和安全程度，逐步將優(yōu)化過的調(diào)度命令，全盤自動化地實時付諸執(zhí)行。西歐、美國、日本幾處新建的大型抽水蓄能電站，承擔大電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)相、備用的多種任務。一天之內(nèi)機組運行方式頻繁變化，同時要求達到很高的調(diào)節(jié)品質(zhì)，通過完善各種自動化元件，達到全盤優(yōu)化運行調(diào)度。

1946年法國人P.B.P.馬塞提出了水庫發(fā)電調(diào)度的優(yōu)化概念。其后美國人R.貝爾曼的動態(tài)規(guī)劃理論被廣泛運用。隨著水文處理技術和計算機應用的發(fā)展，在制定優(yōu)化水庫發(fā)電調(diào)度中，增加了參數(shù)──預報入流量 Q，即N=f(z,Q,t)并進行遞推計算,求得最優(yōu)水位Z或最優(yōu)出力N隨時間t的變化過程。在中國湖南柘溪水電站的非汛期優(yōu)化發(fā)電調(diào)度中，采用了幾種實用的遞推計算方法，取得了較好的效果。此外，為了解決多水庫發(fā)電優(yōu)化調(diào)度，曾研究了多種計算方法如微分動態(tài)規(guī)劃等，以加速計算的收斂。同時在實現(xiàn)水庫發(fā)電優(yōu)化調(diào)度中，需結合各樞紐的具體情況，在滿足一定的約束條件下進行。應按照國民經(jīng)濟效益最大的原則，而不宜局限于追求發(fā)電量最大。例如中國黃河上游梯級水庫的優(yōu)化調(diào)度，做過許多有益的探索。自1983年實施優(yōu)化調(diào)度以來，按照國民經(jīng)濟效益最大的原則，統(tǒng)籌兼顧發(fā)電、灌溉要求，并根據(jù)實際徑流情況進行實時修正，獲得了梯級發(fā)電量較設計值增加2～5%和灌溉用水量增加的明顯效益。美國大古力水電站及水庫，除發(fā)電外亦負有灌溉任務，經(jīng)過優(yōu)化水庫發(fā)電調(diào)度后，較之運用多年的常規(guī)調(diào)度圖，能增加發(fā)電量1%。

通常由電網(wǎng)調(diào)度決定，通過通訊系統(tǒng)指揮水電站按基荷運行（即比較穩(wěn)定連續(xù)性地發(fā)電），或調(diào)峰運行（按負荷變動或間歇性地發(fā)電），或調(diào)相運行(只發(fā)無功功率)，或作電網(wǎng)的備用。對于抽水蓄能電站還需安排作抽水方式運行，以利用電網(wǎng)剩余的電力。通過合理安排電網(wǎng)內(nèi)各類電站的運行方式，特別是起主導作用的水電站和蓄能電站的運行方式，可以降低全網(wǎng)的生產(chǎn)費用。

運行方式的選擇水電站的運行方式可按電站的本身特點選定。具有調(diào)蓄水庫和優(yōu)良水道參數(shù)并靠近電網(wǎng)負荷中心的水電站，都被指定作電網(wǎng)的調(diào)峰電站。徑流式水電站或缺乏調(diào)蓄庫容的電站都被指定為基荷電站。按水文情況來選定時，水電站在汛期需按基荷運行，盡量少棄水，到枯水期改為按調(diào)峰運行。短期（日）運行方式一般是在已確定的日平均出力 N（或日發(fā)電量）下，安排電站的瞬時出力和機組的開停及負荷分配，因而短期運行方式需立足在中、長期水庫發(fā)電調(diào)度的基礎上。

運行方式的優(yōu)化運行方式是電網(wǎng)調(diào)度的組成部分。它的優(yōu)化涉及網(wǎng)內(nèi)各類電站的特性，包括火電站的機、爐特性,水電站機組動力特性,以及輸電網(wǎng)損耗特性。在電網(wǎng)日調(diào)度中對于各類機組的實時出力安排，多采用“等微增率”為準則，并結合電網(wǎng)可靠性方面的要求；對水電站內(nèi)機組的開停和負荷分配，逐步向全盤自動化方向發(fā)展。由于電網(wǎng)負荷是隨機變化的，故須進行實時調(diào)度，以收到優(yōu)化的實效。

日運行優(yōu)化的常用準則是“等微增率”。其含義是在一天內(nèi)任意時刻，電網(wǎng)內(nèi)水電站費用微增率妧t與水電站耗水微增率妜t之間的比值，保持為一個常數(shù)λ。 它的檢測運算可由控制機組的微處理機來實時完成。但在過去長時期內(nèi)，是取自機組特性資料庫，由人工來調(diào)用的。當一天或數(shù)天內(nèi)的λ值確定后，已有條件通過一系列自動裝置來實現(xiàn)優(yōu)化日運行方式的實時調(diào)度。優(yōu)化日運行方式的實時調(diào)度是水電站自動化中的一項重要內(nèi)容。隨著微型計算機的廣泛應用，傾向于采用分層分布處理的方式來組成站內(nèi)的計算機自動控制系統(tǒng)。

圖中屬于全廠性的計算機有水文水情計算機、經(jīng)濟調(diào)度計算機等。在其基層則有控制各機組的微處理機和控制泄洪閘門的微處理機等。按這種分層分布原則配置的計算機監(jiān)控系統(tǒng)已在中國富春江水電站實現(xiàn)。其第一期工程除了實現(xiàn)實時監(jiān)測外，還能夠進行實時最優(yōu)負荷分配的運算。選用了開環(huán)控制方式使電站在計算機指導下實現(xiàn)日運行方式的優(yōu)化。隨著各種自動裝置和計算機可靠程度的提高，實現(xiàn)全盤自動化的閉環(huán)控制將是發(fā)展方向。

除發(fā)電調(diào)度外還需統(tǒng)籌兼顧防洪、灌溉、給水、航運、排沙、防凌等多個部門中一項或幾項要求（見水庫調(diào)度）。發(fā)電調(diào)度是旨在優(yōu)化管理水庫的蓄泄能力和調(diào)節(jié)庫容。

單一水庫的發(fā)電調(diào)度 　按照充分利用水庫的調(diào)蓄作用，最大可能地滿足國民經(jīng)濟需要；或以電力系統(tǒng)效益最大為目標，進行水庫發(fā)電調(diào)度的優(yōu)化。常見的水庫發(fā)電調(diào)度，分別按汛期和非汛期兩類水文情況，研究其優(yōu)化的內(nèi)容。

①汛期水庫發(fā)電調(diào)度需在滿足工程安全和上下游防洪的前提下進行。此時電站以基荷運行為主，通過優(yōu)化調(diào)度，力爭多發(fā)電量，故在洪水期間，按準確預報的基礎，實行洪水來前加大發(fā)電，汛末適時回蓄。

②非汛期水庫發(fā)電調(diào)度一般按已確定的徑流制定調(diào)度圖。圖中規(guī)定水電站出力N與庫水位Z和時間 t兩個參變數(shù)的關系,即N=f(z,t)。通過一系列徑流調(diào)節(jié)計算,可以擬定出某個年調(diào)節(jié)水庫在一年內(nèi)各個時段庫水位的過程線，稱為水庫調(diào)度圖。

防洪限制水位是由防洪調(diào)度決定的。所列的幾條水位過程線稱為調(diào)度線。它把調(diào)度圖劃分成幾個調(diào)度區(qū)。當某一時期庫水位落在某區(qū)時，就應按該區(qū)規(guī)劃的出力N來發(fā)電（或放水）。從而實現(xiàn)N=f(z,t)。這種水庫調(diào)度圖在規(guī)劃設計階段廣泛采用。

水庫群發(fā)電調(diào)度和補償效益 　水庫群發(fā)電調(diào)度需考慮有關梯級水電站和電網(wǎng)中的各個水電站進行可能的補償調(diào)節(jié)，使電網(wǎng)獲得最大可能的經(jīng)濟效益。水庫群間的補償調(diào)節(jié)效益，在設計階段往往是不可忽視的。隨著電網(wǎng)的擴大，不同流域上的水電站水庫之間，常有水文補償效益。另外在有調(diào)蓄庫容的水電站和大批徑流式水電站之間，常有可觀的庫容補償效益。（見水庫群補償調(diào)節(jié)計算）

參考書目 　華中工學院主編：《水電站經(jīng)濟運行》，電力工業(yè)出版社，北京，1981。 　張勇傳編著：《水電站水庫調(diào)度》，中國工業(yè)出版社，北京，1963。2100433B

生產(chǎn)調(diào)度是一項日常性的工作，應當把一些反映生產(chǎn)調(diào)度規(guī)律性的、行之有效的例行工作方法制度化，以指導調(diào)度工作的有效開展。調(diào)度工作制度一般有：值班制度、調(diào)度會議制度、現(xiàn)場調(diào)度制度、調(diào)度報告制度等。其內(nèi)容視企業(yè)具體情況而定。

實行值班制度

為了組織調(diào)度，及時處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，廠部、車間都應建立調(diào)度值班制度。規(guī)模較大的企業(yè)可設中央調(diào)度控制臺。廠部、車間都要設值班調(diào)度，處理日常生產(chǎn)中的問題。值班調(diào)度在值班期內(nèi)，要經(jīng)常檢查車間、工段作業(yè)完成情況及科室配合情況，檢查調(diào)度會議決議的執(zhí)行情況，及時處理生產(chǎn)中的問題，填寫調(diào)度日志，把當班發(fā)生的問題和處理情況記錄下來實行調(diào)度報告制度。為了使各級調(diào)度機構和領導及時了解生產(chǎn)情況，企業(yè)各級調(diào)度機構要把每日值班調(diào)度的情況報告給上級調(diào)度部門和有關領導。企業(yè)一級生產(chǎn)調(diào)度機構要把每日生產(chǎn)情況、庫存情況、產(chǎn)品配套進度情況、商品出產(chǎn)進度情況等，報企業(yè)領導和有關科室、車間掌握。

堅持調(diào)度會議制度

調(diào)度會議是一種發(fā)揚民主、集思廣益、統(tǒng)一指揮生產(chǎn)的良好形式。企業(yè)一級調(diào)度會議由企業(yè)負責生產(chǎn)的領導主持，主管調(diào)度工作的科長召集，各車間主任及有關科室科長參加。車間調(diào)度會由車間主任主持，車間計劃調(diào)度組長召集，車間技術副主任、工具員參加。會前要做好準備，事先摸清問題，通知會議內(nèi)容，集中解決生產(chǎn)中的關鍵問題。會議上議題要突出重點，要強調(diào)協(xié)作風格。會議既要發(fā)揚民主，又要有統(tǒng)一意志。

健全現(xiàn)場調(diào)度制度。領導人員下現(xiàn)場，到發(fā)生問題的現(xiàn)場去，會同調(diào)度人員、技術人員、工人三結合地研究生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，以求得矛盾的解決。這種方法有利于領導人員深入實際，密切聯(lián)系群眾，掌握下情，調(diào)動各方面的積極性，使問題可以獲得又快又好的解決。

堅持班前班后小組會制度

小組通過班前會布置任務，調(diào)度生產(chǎn)進度；通過班后會檢查生產(chǎn)進度計劃完成情況，總結工作。

20世紀90年代以后，隨著電子技術的飛速發(fā)展，計算機技術得到廣泛應用，網(wǎng)絡技術相應與之緊密配合，水電站運行管理工作逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化，廠內(nèi)機電設備應用計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制和監(jiān)視，只有1?2人進行值守。設備調(diào)度均與系統(tǒng)中心調(diào)度所計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)“四遙”（遙控、遙調(diào)、遙測、遙信）和AGC、AVC運行（自動發(fā)電控制、自動電壓控制運行)，現(xiàn)場值守人員不干預操作，即“無人值班”（少人值守）運行方式，達到了減人增效的目的。大壩的觀測工作，也達到自動化水平，自動測景漏水量、位移和沉陷的數(shù)據(jù)，結合水情自動測報系統(tǒng)，實現(xiàn)水庫調(diào)度自動化。另外全廠設立信息管理系統(tǒng)（MIS），即生產(chǎn)、水情、管理聯(lián)網(wǎng)，達到信息共享 。

根據(jù)生產(chǎn)計劃，組織均衡生產(chǎn)，全面完成生產(chǎn)計劃。重點做好以下工作：

1、三個平衡：生產(chǎn)物料平衡，能源動力平衡，產(chǎn)運銷平衡。

2、兩個銜接：正常生產(chǎn)銜接，生產(chǎn)裝置檢修和開停工銜接。

3、一個急需：在緊急情況下，有權調(diào)度公司人力、物力、車輛等，以解決生產(chǎn)關鍵時刻和事故狀態(tài)的急需。

4、組織好每周的生產(chǎn)調(diào)度會。

5、填寫好幾個報表：調(diào)度記錄表，調(diào)度交接班日志和有關記錄本。(

人員的職責

1、根據(jù)公司生產(chǎn)經(jīng)營計劃，組織安排化工生產(chǎn)裝置“安穩(wěn)長滿優(yōu)”生產(chǎn)運行，確保生產(chǎn)任務的完成。

2、負責對公司下達的生產(chǎn)任務貫徹落實和生產(chǎn)運行情況的匯報。

3、負責生產(chǎn)過程中原料、以及水、電、汽、風、氮氣、運輸力量等的平衡調(diào)度。

4、負責組織編制化工生產(chǎn)裝置大檢修開、停工方案并組織實施。

5、負責原料進廠、產(chǎn)品出廠的銜接工作。

6、負責生產(chǎn)計劃、裝置檢修計劃、供電系統(tǒng)運行方案的會審會簽。

7、參與化工生產(chǎn)裝置的技改技措和規(guī)劃發(fā)展工作。加強與有關業(yè)務部門的聯(lián)系、協(xié)作、配合。

8、當生產(chǎn)裝置出現(xiàn)異常時，積極采取有效措施，主動協(xié)助生產(chǎn)裝置解決處理問題。

9、負責組織生產(chǎn)調(diào)度會議，檢查監(jiān)督生產(chǎn)調(diào)度會議決議執(zhí)行實施情況。

人員在生產(chǎn)過程中擁有以下權力

1、根據(jù)生產(chǎn)計劃和領導指示，行使生產(chǎn)協(xié)調(diào)、指揮權。

2、有權監(jiān)督、檢查有關部門的生產(chǎn)組織、檢修進度、主要經(jīng)濟指標的完成程度、外購原材料的進廠和產(chǎn)品的出廠等進度情況。

3、生產(chǎn)調(diào)度人員應參加有關生產(chǎn)、計劃、技術技改、經(jīng)營及企業(yè)管理的會議。

4、當產(chǎn)、供、銷發(fā)生變化或生產(chǎn)處于不平衡狀態(tài)時，生產(chǎn)調(diào)度根據(jù)領導指示和經(jīng)濟效益原則，有權安排生產(chǎn)裝置的開停和生產(chǎn)負荷的重新調(diào)整。對與生產(chǎn)相關的工作有權發(fā)表建設性意見或建議。

5、當生產(chǎn)處于緊張和事故狀態(tài)時，經(jīng)請示主管領導后，有權調(diào)動公司內(nèi)部的人力、物力、車輛等各種專用機械進行搶修和搶險，各受令單位和人員必須按指令立即執(zhí)行。

6、對因嚴重違反生產(chǎn)調(diào)度指令和違反各種規(guī)章制度影響正常生產(chǎn)或造成損失的人員，生產(chǎn)調(diào)度有權停止其生產(chǎn)活動，并提交有關部門處理。

7、在重大事故或緊急情況下，調(diào)度有權先進行處理并及時匯報。

人員在生產(chǎn)中要履行如下義務

1、指揮和組織生產(chǎn)時，對企業(yè)主管生產(chǎn)領導負責。

2、面向生產(chǎn)，深入基層，為生產(chǎn)服務。

3、積極協(xié)助各職能部門處理各種問題。

4、不斷學習新技術、新知識，提高生產(chǎn)管理和技術業(yè)務水平，以適應現(xiàn)代化管理的需要。2100433B