林其軍 曹 杰

(1.江蘇省淮沭新河管理處， 江蘇 淮安 223005；2.江蘇省水文水資源勘測局淮安分局， 江蘇 淮安 223005)

桑墟水電站發(fā)電效率影響因素及控制分析

林其軍1曹 杰2

(1.江蘇省淮沭新河管理處， 江蘇 淮安 223005；2.江蘇省水文水資源勘測局淮安分局， 江蘇 淮安 223005)

水電站在實際運行中往往因各種因素而影響發(fā)電效益和發(fā)電收入，本文對影響桑墟水電站發(fā)電效率的因素進行查找和分析，并針對影響發(fā)電效益的諸多因素提出幾點建議，以便在日常運行管理中提高機組效率，增加發(fā)電效益和發(fā)電收入。

水電站； 效率； 影響因素； 建議

1 工程概況

桑墟水電站位于宿遷市沭陽縣桑墟鎮(zhèn)薔薇河村與連云港市東?？h房山鎮(zhèn)吳場村交界，地處沭新河尾閭，上游連接沭新南干渠，下游為薔薇河。共安裝有5臺葉輪直徑1.00m的立式軸流水輪機(ZDT03—LM—100),單機額定流量5m3/s，配套單機額定功率125kW的同步發(fā)電機(SF125—20/990—W)，總裝機容量為625kW。

桑墟水電站的并網發(fā)電，一定程度上減輕了地方電網的供電壓力，但機組在實際運行中往往因為各種因素影響無法達到最大出力，為此尋找影響機組出力的原因并解決，使其盡可能將發(fā)電效益最大化是當前非常迫切的任務，本文就影響發(fā)電效率的因素進行詳細分析，提出幾點提高發(fā)電效益的建議。

2 影響因素及控制分析

2.1 水情因素對發(fā)電效率的影響

水電站是利用水能資源進行發(fā)電，出力和發(fā)電量是水電站的兩項動能指標。在出力計算中，上下游水位是一項重要參數(shù)，而上下游水位是隨著水情變化而不斷變化的，因此分析水情因素對發(fā)電效率的影響非常必要。

2.1.1 上游水位對機組發(fā)電效率的影響

選取2015—2016年部分實測數(shù)據，在同等水位差時，分析上游水位對發(fā)電效率的影響，見表1。

表1 上游水位與發(fā)電效率關系

如表1所示，將序號1～4、序號5～7分為兩組，一般來說，當上下游水位差基本相同時，上游水位越高，機組發(fā)電效率則越高，因此在實際運行過程中保證足夠的上游水位對機組發(fā)電效率有著重要影響。

2.1.2 上下游水位差對機組發(fā)電效率的影響

選取2015—2016年部分實測數(shù)據，在同等上游水位時，分析上下游水位差對發(fā)電效率的影響，見表2。

表2 上下游水位差與發(fā)電效率關系

如表2所示，將序號1～2、序號3～4、序號5～6、序號7～8、序號9～10分為5組，一般來說，當上游水位基本相同時，上下游水位差越大，機組發(fā)電效率越高，因此在實際運行中合理調配水位組合保證足夠的水位差對機組發(fā)電效率有著重要影響。

由表2上游水位及上下游水位差對機組發(fā)電效率影響的分析，理論上可以通過調節(jié)沭新河渠首控制工程沭新閘達到調節(jié)目的，但在實際工作中，工程運用需要上級防汛調度部門統(tǒng)一調度，并不能按照發(fā)電需要隨時自行調節(jié)沭新閘控制下泄水量，抬高上游發(fā)電水頭。

2.1.3 自然因素影響

上游來水多少及年內分配對電站的發(fā)電效益影響較大，枯水年份須優(yōu)先滿足生產生活及灌溉用水，發(fā)電天數(shù)和發(fā)電效率均受較大影響。而在豐水年份，由于泄洪和排澇影響，使得下游水位偏高，上下游水位差偏小，低水頭運行使得發(fā)電效率受到影響。

2.2 周邊工程運行對機組發(fā)電效率的影響

桑墟水電站周邊主要有沭新退水閘、薔薇河地涵各一座，工程相對位置關系見右圖。選取2015—2016年部分實測數(shù)據，分析周邊工程運行時對發(fā)電效率的影響，見表3。

桑墟水電站與周邊工程位置圖

表3 周邊工程運行與發(fā)電效率關系

如表3所示，將序號1～5、序號6～10分為兩組，一般來說，當薔薇河地涵、沭新退水閘的開啟高度和流量增加時，桑墟水電站上游水位隨之受到影響，從而導致機組發(fā)電效率降低，因此在實際運行中，在不考慮上游渠首沭新閘來水補充的前提下，薔薇河地涵和沭新退水閘的運行對于機組發(fā)電有著一定的影響。

沭新退水閘用于排泄上游區(qū)間澇水，只有當區(qū)間水量過大時才會開閘運行，一般情況下都是優(yōu)先滿足桑墟水電站發(fā)電。但是薔薇河地涵則是常年開啟以用于下游地區(qū)生產生活用水，水量較豐時，兩者之間矛盾不明顯，但當水量較枯或者大用水期間，必須優(yōu)先滿足薔薇河地涵送水需要，大大影響了桑墟水電站發(fā)電效益，甚至停機。實際工作中，避開薔薇河地涵，另外探索一條可行的送水通道滿足下游地區(qū)生產生活用水，可以提高桑墟水電站發(fā)電效益。

2.3 清污對發(fā)電效率的影響

電站運行過程中，順水流方向飄來的雜物如果進入機組，將會影響發(fā)電效率甚至機組安全，因此在上游設置攔污柵用于攔截雜物。攔截住的雜物需要人工清理，平均每天需清理2次，為確保安全，清理前需停機，發(fā)電時長減少從而影響發(fā)電效率。

為徹底解決人工清污對發(fā)電效率的影響，目前新增了5臺回旋式清污機，其優(yōu)點是具有很強的清污能力，可連續(xù)地進行機械運轉，不需要停機即可運行，提高了清污能力，增加了發(fā)電量。

2.4 水流流態(tài)及機組自身對發(fā)電效率的影響

從表1、表2、表3可以看出，在同等情況下，3號、4號機組發(fā)電效率較好，1號、2號、5號機組則相對差一些。在實際工作中發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象與進水口水流流態(tài)及機組自身安裝存在一定關系。

桑墟水電站進水口屬于開敞式進水口，即進水流道有自由水面，且水面以上凈空與外界空氣保持貫通。由于受地理因素影響，進水口兩邊為圓弧形，流速不均勻，存在偏流現(xiàn)象，因此造成兩端的1號、2號、5號機組的發(fā)電效率相對較差，而3號、4號機組處于中間，流態(tài)較好，發(fā)電效率則較高。

另外，由于機組安裝原因，1號、2號機組導葉不能完全開到位，導葉開度不足，從而影響機組效率。

3 提高發(fā)電效益的幾點建議

3.1 提升服務水利經濟的水平

水能資源是一種經濟、清潔的綠色能源，是非常寶貴的自然資源，充分利用水能資源發(fā)展水電事業(yè)是提升水利經濟的重要途徑。在做好防汛防旱中心任務的前提下，應當重視發(fā)展水利經濟，切實關心支持發(fā)展小水電。為提高水電站發(fā)電效益，提升服務水利經濟的水平，在日常工作中，各部門之間應積極配合，正確處理好防洪排澇、生產生活用水、灌溉用水和發(fā)電用水之間的矛盾，減少水資源浪費，充分利用水能資源，提高發(fā)電效益和發(fā)電收入。

3.2 協(xié)調調度，合理優(yōu)化發(fā)電水位

當前，工程的調度運行需要上級防汛調度部門統(tǒng)一下達指令，為合理調配發(fā)電水位，保證高效發(fā)電，在日常工作中，一方面應加強與上級防汛調度部門之間的聯(lián)系，根據發(fā)電需要和當時水情情況，向上級防汛調度部門提出合理建議，上級防汛調度部門研究后，認為建議可行會下達調度指令，統(tǒng)一協(xié)調調度上下游及周邊工程，保證電站發(fā)電水位和水頭。另一方面，經過長期的運行管理，根據日常數(shù)據記錄分析整理出機組的運行狀況和保證高效發(fā)電效益的上下游水位及水頭，用于日常開機發(fā)電期間，盡可能調整水位關系至最佳組合狀態(tài)，從而增加機組出力，提高發(fā)電效益。

3.3 研究實踐，探索新的供水模式

桑墟水電站、薔薇河地涵和沭新退水閘三座工程組成一個小型水利樞紐，用于向下游地區(qū)輸送生產生活和灌溉用水等。目前的供水模式是通過薔薇河地涵送水進入沭新北干渠以滿足城鄉(xiāng)生活用水，這種模式優(yōu)先保證的是通過薔薇河地涵的水量，因此在用水矛盾突出時桑墟水電站的發(fā)電天數(shù)和發(fā)電效率明顯受到影響。實際工作中，通過多方協(xié)調努力，可對通過桑墟水電站送水進入薔薇河的可行性進行研究實踐，如果可行，則會優(yōu)先保證通過桑墟水電站的水量以滿足下游地區(qū)需要，這樣既能解決下游地區(qū)的用水需求，又能保證桑墟水電站的發(fā)電天數(shù)和發(fā)電效率，全面提高發(fā)電效益，增加發(fā)電收入。

3.4 關注水情，爭取工作主動性

水情因素是影響發(fā)電效益的重要因素，但這往往受自然條件影響，為充分利用水能資源，保證發(fā)電效益，在日常工作中應密切關注上下游水情信息，選擇恰當?shù)臅r機做好機組的維護保養(yǎng)和發(fā)電準備工作，從而爭取工作主動性，提高發(fā)電效益。

4 結 語

綜上所述，影響桑墟水電站發(fā)電效益的因素不僅存在外因，也存在內因，內因暫時無法改變，只能在今后選擇恰當時機對機組進行改造，外因則可在工作中通過多方努力進行弱化，盡可能減少外在因素對發(fā)電效率的影響，最大程度提高發(fā)電效益。在日常運行管理中，一方面要做好設備的維護保養(yǎng)，使機組能夠在最佳狀態(tài)下運行，另一方面要及時掌握水情信息，和上級防汛調度部門加強聯(lián)系，優(yōu)化水位組合，抓住機遇，搶發(fā)電、多發(fā)電，從而提高機組效率，增加發(fā)電效益和發(fā)電收入。

Analysis on factors affecting power generation efficiency in Sangxu Hydropower Station and control thereof

LIN Qijun1, CAO Jie2

(1.JiangsuHuaishuxinRiverAdministration,Huai’an223005,China; 2.JiangsuHydrologyandWaterResourcesSurveyBureauHuai’anBranch,Huai’an223005,China)

Power generation efficiency and power generation income of hydropower station are always affected various factors in actual operation.In the paper, factors affecting power generation efficiency in Sangxu Hydropower Station are discovered and analyzed.Several suggestions are proposed aiming at many factors affecting power generation efficiency, thereby improving unit efficiency in daily operation and management, increasing power generation benefits and power generation income.

hydropower station; efficiency; influence factors; suggestions

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2017.05.017

TV734

A

1005-4774(2017)05-0064-04