1概述
青山殿水电站装有2台20MW水轮发电机组，电站的主要任务是发电调峰，设计年发电量9109万kW·h。青山殿水库集雨面积1429km2，正常蓄水位87m,正常蓄水位以下库容4500万m3,死水位79m,死库容2500万m3，调节库容2000万m3，设计年均径流量为148200万m3。然而近年来由于柳溪江天然径流的减少，水库的实际来水远少于设计值，据统计2003～2006年青山殿水库的年径流仅分别为103086.43万m3、73092.66万m3、98705. 2万m3、95956. 5万m3，来水形势非常严峻，如果不能更充分地利用现有来水，做好电站的经济运行，势必严重影响青山殿水电开发公司的经济效益。
发电耗水率指标是衡量水电站经济运行情况的主要指标,而影响该指标的主要因素之一就是水轮机的经济运行工况的好坏，因此要降低发电耗水率，必须优化水轮机的运行参数，改善其运行工况。下面从水轮机运行的两个关键参数工作水头和效率出发，进行优化分析，以求通过水轮机的经济运行来提高电站的经济运行水平。
2 水轮机主要参数
青山殿水电站水轮机由天津阿尔斯通公司生产，主要参数如下：
生产厂家：天津阿尔斯通；额定出力：20.6 MW；设计水头：29 m；最大水头：35.6 m；最小水头：23.4 m；最高效率：93.9%；额定流量：78.1 m3/s；最小水头下出力：2800 KW。
3水轮机在不同水头下的经济运行分析
3.1不同水头下的水轮机耗水率分析
青山殿水库库容较小，总库容仅5600万m3，可调节库容2000万m3调节能力非常有限，因此电站的运行水位经常有较大变化，电站最低运行水位为79m高程，最高运行水位为87.5m高程，最大变幅达8.5m，这对水轮机来说意味着工作水头有较大的变化，从水轮机的出力公式N=9.81Q·h·η不难分析运行水头与出力的关系:运行水头越高，水轮机能量特性越好，单位千瓦时的耗水就越小，以青山殿水轮机为例，该水轮机在29m、32m、35m工作水头下的水轮机耗水量，显然水轮机工作水头对其耗水量有着显著的影响：在上述低中高三个水头下水轮机发出20Mw出力，每小时耗水量分别为28.12万m3、25.35万m3、23.17万m3，设发电用水1000万m3，则发电量分别为万71.12万kW.h、78.90万kW.h、86.31万kW.h，以2006年上网平均电价0.539元/kW.h计算，经济效益分别为38.33万元、42.53万元、46.52万元，可见相同的发电用水，因水头的不同而产生的效益大小差别很大，所以要降低发电耗水率必须提高水轮机的工作水头。
3.2提高水轮机的工作水头的措施
一是应保持青山殿水库的高水位运行。保持青山殿水库的高水位运行，这是提高水轮机工作水头的主要措施。目前青山殿水库的运行水位主要受水调和电调两方面因素制约：第一、水库的运行要满足防洪要求。青山殿水库主汛期为6月1日～7月15日，汛限水位80.0米，水库运行水位不得超过汛限水位80m高程,而此时水轮机能量特性较差，表现出较高的发电耗水率。第二、电网的运行需要。
二是应减少水轮机输水系统的水头损失。试验表明，青山殿电站水头损失较大，特别是两台机组同时开机情况，水头损失随过机流量的增大而增加，在机组满负荷情况下，水头损失在0.5～1m之间。降低电站水头损失的有效途径就是定期检查进口拦污栅，在不要求快速腾空库容的情况下，应尽量一台机组发电，以减少水头损失，提高机组发电潜力。
4 运行建议
4.1 经常保持水轮机高水头运行；
4.2 避开振动区，根据机组水轮机运转特性曲线及时调整水轮机出力；
4.3 根据实际水头及时调整调速器电气柜水头设定值，以便选择最佳运行协联曲线。
5 水库优化调度
根据以上分析和运行建议，水库水位进行合理优化调度，对提高经济效益有着重要的作用，下面就如何进行水库的优化调度谈一点看法。
5.1优化调度问题的提出
青山殿电站上游有岛石、岭下、湍口、昌化、青山殿五个水文站，青山殿水库调度就根据这五个站的测量结果进行预测。青山殿水库集雨面积大、库容系数小（0.0013），由于目前水文站点还不是很多，因此根据降雨量来预测来水量还存在不准确的问题、加之气象预报还不够准确，对洪峰到来之前腾空库容还是有一定的影响。又因为青山殿电站峰谷电价差距较大，向电力局预报负荷有一定难度。例如，如果当天气预报上游有雨，可能出现较大流量，通常会提前发电，甚至为腾空库容发谷电，而实际降雨量的较少或没有，那么此时按向电力局预报的负荷来安排生产，就会造成水位下降较低，从而使机组的损耗增大，效率降低，单耗增大。相反，如果预报上游来水量小而实际来水量大时，就会造成水位上升过快，导致谷电多发,峰谷比下降，甚至开闸泄洪而造成大量弃水。因此，为了充分合理利用水资源，考虑防洪、发电之间的关系，尽可能实现水库机组的优化运行。充分地根据水文预报，气象资料、峰谷电差价、实际水位等因素进行综合分析，对有限的可调库容实现动态调度。因此平时调度过程中要尽量协调好电力调度与防洪关系。这就涉及到水库如何优化调度的问题。
5.2 具体做法
一、在枯水期水位应控制在87米。当日平均入库流量小于10立方米/秒，并且近期天气无雨则不报发电负荷，蓄水补偿库容。当日平均入库流量大于10立方米/秒，并且近期天气有雨则上报发电负荷，开始降低水位腾空库容。
二、3月份和在汛期4月15日~6月1日，应时刻注意3~5天天气预报。当入库流量大于20~50立方米/秒时；根据近期天气预报和华光潭发电情况，利用有效库容在8：00~22：00消落水位，22：00~8：00补偿库容，而且尽量一台机运行从而保证高水位运行，降低机组单耗水量。如出现入库流量大于100立方米/秒，且后期还要持续降雨就应考虑一台或二台机组24小时运行。
三、在主汛期6月1日~7月15日，由于气温高蒸发量大，天气变幻莫测，水位极易陡涨陡落，应多发峰电。水位不按汛限水位控制而根据天气控制，没降雨过程控制在83~85米之间，协助调度顶峰发电，提高杭州电网电能质量。如果有降雨过程且已入梅就要不考虑水位，而只考虑机组运行工况，加大出力发至死水位。这样既减小防汛部门的压力，又为公司多发电量。
四、台汛期：7月15日~10月15日，汛限控制水位85米。由于根据台风的形成与路径，以及库区受台风影响及小，气温高、蒸发量大，所以一定要有径流形成才会涨水，此时考虑降低水位腾空库容，同4月15~6月1日调度模式。
6结束语
保持较高的水库运行水位和机组运行负荷率是水轮机经济运行的主要措施, 也是水电站经济运行工作的重点，因此电站要加强与水库调度部门、电力调度部门的沟通与协调，做好二者的经济调度工作，以使青山殿水库的水力资源最终能够得到合理利用、高效利用。
