水电站运行发展

20世纪90年代以后，随着电子技术的飞速发展，计算机技术得到广泛应用，网络技术相应与之紧密配合，水电站运行管理工作逐步实现现代化，厂内机电设备应用计算机监控系统实现自动控制和监视，只有1〜2人进行值守。设备调度均与系统中心调度所计算机联网，实现“四遥”（遥控、遥调、遥测、遥信）和AGC、AVC运行（自动发电控制、自动电压控制运行)，现场值守人员不干预操作，即“无人值班”（少人值守）运行方式，达到了减人增效的目的。大坝的观测工作，也达到自动化水平，自动测景漏水量、位移和沉陷的数据，结合水情自动测报系统，实现水库调度自动化。另外全厂设立信息管理系统（MIS），即生产、水情、管理联网，达到信息共享 。

水库是水电站的蓄能库，管好、用好水库，对调配发电用水和其他部门用水以及防洪安全极为重要。

水电站运行意义

水库运行直接关系大坝安全和水电站经济效益。为控制水库安全运用，每年要编制水库长期调度方案、防洪调度方案。根据预报水库来水量、蓄水量、用水量，提出年度、季度、月度运用计划。实施中视实际入库水量情况，与计划差别较大时，及时调整计划，以保证水库正常运行。一般汛期结朿前要抓住时机蓄满水库，枯水期要经济调度，控制用水，保持水电站调频、调峰需要水量（电量）。汛期水电站通信要保持内外畅通，保持与地方防讯部门的联系。有防洪任务的水库，配合防汛机构，做好洪水调度工作。无防洪任务的水库，根据洪水调度方案，按规定及时泄洪。水库开闸泄洪前，要通知水库下游有关部门，做好防洪工作。汛期要掌握库区雨情、水情，预报入库洪峰流量和洪水量，预报水库可能出现的最高水位，以便采取防洪措施。20世纪90年代末，中国已有80多座大中型水电站水库建立了水情自动测报系统，为防洪调度工作，提供了及时和可靠的数据 。

水电站运行水库运用实现

水库运用是通过水位控制来实现的。水库水位变化运行中要注意监测，汛期更要严密观测水库水位变化。日常发电用水引起的水位变化，也需定时观测记录。水电站要建立月报制度，填报水库运行月报表，需分别写明上游水位、下游水位、入库流量、出库入库流量、出库流量（分清发电用水与其他用水）、水库蓄水量等。水库泄洪时要注明泄洪水量。每年年终要对水库全年运用情况进行总结 。

多泥沙河流的水库，还需观测入库、出库的悬移质、推移质沙量。进行库区泥沙淤积测验，计算水库淤积量和排沙设施效果。

水电站运行要记录正点有功功率、无功功率和日发电量。

水电站运行设备运行维修

机电设备运行维修为了提高水轮机、水轮发电机、主变压器、高压配电装置等设备的可靠性、安全性，需要对运行设备的参数进行实时监视、监测、调整，以及在事故情况下的操作或停机。

对机组设备有功功率、无功功率、电流、电压、温度、压力等进行测量监视，可掌握设备运行状况，发现不正常现象，及时调整，影响安全运行时，立即申请停机处理。20世纪80年代以后，绝大多数大中型水电站都装设了功能比较齐全的计算机监控系统，上述工作均由计算机监控系统所代替，自动化水平有了很大提高。

水电站机组设备在长期运行中，必然产生老化、磨损、腐蚀、冲刷等现象，通过定期测试，可准确了解设备技术性能和物理变化，便于对设备进行分析，采取必要措施。经常性维护和定期检修，对设备运行是必要的。测试手段一般采用仪器仪表和各种诊断设备。测试包括电气测试、金属材料测试、水力测试等 。

电气测试

电气测试是对设备绝缘性能的检查和试验，以及水轮发电机组效率和出力测试。

金属材料测试

金属材料测试主要是对设备做金属鉴定、无损探伤和金相试验。如金属疲劳、老化鉴定，水轮机转轮材料试验，焊缝探伤等。

水力测试

水力测试指由于水力作用对水轮机效率、出力、气蚀的试验，以及对设备、建筑物引起的变化测试，如冲刷、渗漏、水压脉动、摆度等。

水电站运行设备运行管理

设备运行管理是安全生产的关键，目的在于提高设备运行的可靠性和设备可靠率。20世纪90年代起，采用计算机监控系统所采集的设备运行中的数据，以及离线测量数值，进行综合分析得出设备运行状态的发展趋势，结合现场经验分析出设备运行状态的变化，以确定是否进行检修或延长检修时间，这就是科学的预知性维修，又称状态检修。它是对定期计划检修的修正。

水工建筑物运行管理大坝和其他建筑物安全运行的管理工作。水电站水工建筑物务必满足稳定、坚固、耐久、抗震等要求。因此，对水工建筑物要经常地进行定期外部检查和内部观测，了解建筑物的运行情况，及时维护修理。外部检查，一般包括剥落、冲刷、断裂、振动、气蚀、沉陷、锈蚀等项目。观测项目一般有变形、位移、应力、渗漏、温度、振动、淤积等。对以上检查、观测数据，要分析整理，有异常者要及时采取措施。中国水电站水工建筑物由大坝安全监察中心统一负责监督和检查，并指导各水电站对大坝的安全定检工作。“九五”期间，有90多座水电站的大坝已经完成了定检计划工作，对保证大坝安全运行很有帮助 。

水电站运行防汛运行管理

每年汛期，水电站对全站防汛工作要进行汛前汛后检查，尤其对大坝、泄洪设施、厂房等重要建筑物要重点检查。为保证安全，必要时可进行泄洪试验。

为满足运行需要，在大坝上游面显著位置，标志水库的校核洪水位、设计洪水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位等。在进水口附近、尾水渠位置设置水位标尺。在水库、大坝附近，需采取安全措施，保证水库、大坝安全 。

水电站除了为系统提供电量外，还是系统必要的调频、调峰电源。保证水电站安全运行非常重要。水库运行，机电设备运行，水工建筑物运行，都要把安全工作放在首位。有了安全，才能做到经济发电，才能发挥水电站发电和综合利用效益。

随着科学技术的进步，水电站调度自动化水平不断提高，水电站运行正向“无人值班”（少人值守）发展。广州抽水蓄能电站、葛洲坝水利枢纽、隔河岩水利枢纽等，均已通过“尤人值班”（少人值守）验收，进入实施阶段，对水电站运行的意义是深远的 。

电力系统电源主要由火电、水电、核电组成，共同担负电力系统发电任务，满足用户用电的需要。各发电厂发电任务通过系统电力电量平衡决定，并由系统中心调度根据各厂设备技术经济特性、具体负荷要求等安排各厂运行方式，统一调度 。

图中属于全厂性的计算机有水文水情计算机、经济调度计算机等。在其基层则有控制各机组的微处理机和控制泄洪闸门的微处理机等。按这种分层分布原则配置的计算机监控系统已在中国富春江水电站实现。其第一期工程除了实现实时监测外，还能够进行实时最优负荷分配的运算。选用了开环控制方式使电站在计算机指导下实现日运行方式的优化。随着各种自动装置和计算机可靠程度的提高，实现全盘自动化的闭环控制将是发展方向。

防洪限制水位是由防洪调度决定的。所列的几条水位过程线称为调度线。它把调度图划分成几个调度区。当某一时期库水位落在某区时，就应按该区规划的出力N来发电（或放水）。从而实现N=f(z,t)。这种水库调度图在规划设计阶段广泛采用。

水库群发电调度和补偿效益 　水库群发电调度需考虑有关梯级水电站和电网中的各个水电站进行可能的补偿调节，使电网获得最大可能的经济效益。水库群间的补偿调节效益，在设计阶段往往是不可忽视的。随着电网的扩大，不同流域上的水电站水库之间，常有水文补偿效益。另外在有调蓄库容的水电站和大批径流式水电站之间，常有可观的库容补偿效益。（见水库群补偿调节计算）

参考书目 　华中工学院主编：《水电站经济运行》，电力工业出版社，北京，1981。 　张勇传编著：《水电站水库调度》，中国工业出版社，北京，1963。2100433B

19世纪末叶水电站多为孤立的，或为某一用途如冶炼、造纸而建造，故其运行方式较单一。20世纪以来，建成一批大型水电站，并以高压输电线联入电网。电网内电源构成多样化，因而出现水火电站联合运行。1960年以来，由于大电网调峰和调相的需要，由于核电发展和石油价格上涨，抽水蓄能电站得到迅速发展。它的运行方式比常规水电站更为复杂。从水电站运行调度的发展过程来看，已从单一电站的发电运行发展到发电、 抽水、 备用以及水库综合利用等多目标运行；从局部电网内少数水电站水库发电调度，发展到大地区联合电网内多座水电站水库群补偿调节。为此必须发展各种实时优化运行的自动化技术，并对水库发电调度实行优化管理。

水电站运行方式的实时优化调度，现需发展各种可靠性高的自动控制、自动调节装置，加强水电站的水情预报以及与外部的通讯联系，发展各种可编程序控制器，以提高水电站的自动化水平、调节品质和安全程度，逐步将优化过的调度命令，全盘自动化地实时付诸执行。西欧、美国、日本几处新建的大型抽水蓄能电站，承担大电网的调频、调峰、调相、备用的多种任务。一天之内机组运行方式频繁变化，同时要求达到很高的调节品质，通过完善各种自动化元件，达到全盘优化运行调度。

1946年法国人P.B.P.马塞提出了水库发电调度的优化概念。其后美国人R.贝尔曼的动态规划理论被广泛运用。随着水文处理技术和计算机应用的发展，在制定优化水库发电调度中，增加了参数──预报入流量 Q，即N=f(z,Q,t)并进行递推计算,求得最优水位Z或最优出力N随时间t的变化过程。在中国湖南柘溪水电站的非汛期优化发电调度中，采用了几种实用的递推计算方法，取得了较好的效果。此外，为了解决多水库发电优化调度，曾研究了多种计算方法如微分动态规划等，以加速计算的收敛。同时在实现水库发电优化调度中，需结合各枢纽的具体情况，在满足一定的约束条件下进行。应按照国民经济效益最大的原则，而不宜局限于追求发电量最大。例如中国黄河上游梯级水库的优化调度，做过许多有益的探索。自1983年实施优化调度以来，按照国民经济效益最大的原则，统筹兼顾发电、灌溉要求，并根据实际径流情况进行实时修正，获得了梯级发电量较设计值增加2～5%和灌溉用水量增加的明显效益。美国大古力水电站及水库，除发电外亦负有灌溉任务，经过优化水库发电调度后，较之运用多年的常规调度图，能增加发电量1%。