引言:
随着传统能源的大规模利用,我国经济得到了迅速增长,但这也给生态与不可再生资源造成了阻碍。新时代下,面对全球能源危机加剧,各国转向保护性开采和新能源的开发,例如太阳能和风能等。同时,环境的恶化和全球海平面上升等,迫使国际社会不得不采取应对措施。由此可知,未来,各种清洁型能源将深入渗透到各行业领域,进而有效缓解环境污染和温室效应所引发的问题。
习近平总书记强调了“绿水青山就是金山银山”的发展观念,并提出了“人类命运共同体”的全球倡议。在这背景下,中国支持清洁能源的发展,尤其是水电,因其较低的环境影响和技术成熟度,符合国家的可持续发展需求和全球环保趋势。
一、水电站的经济运行和管理
随着电力行业的改革,大多数水电站的运营管理体系也在不断优化,经济效益亦在不断上涨。为实现国际化发展,必须注重制度的时代性和科学性,提高经济效益,确保持续发展。我国的水电资源极为丰富,然而开发运用程度依旧与潜在量有差距,所以水力发电被视为我国重要的能源建设举措。当前,水电站在我国经济和社会发展中起到了重要作用,例如三峡工程和小浪底水电站,不仅提供稳定电力资源,还拥有防洪、排涝、航运、灌溉等作用,对民生影响深远。为缓解能源紧张状况,需要倡导水电站的经济运行技术,提升管理水平,这对提升电厂效益和保证电网安全至关重要。
针对水电站的经济运行,应因地制宜,以最小的水量发最大功率电量,确保资源高效利用和系统安全生产。评判水电站是否经济运行涉及内外因素,以往主要以耗水率和水量使用率为核心指标。但实际操作中,两者存在冲突。如要减少耗水率,电站需在高水位下运作,这容易致使库容减少,弃水风险提升,进而减少水量使用率。所以,建立全面的评价体系,平衡这两个指标,适当展现不同种类电站经济运行的关键,是我们面临的重要任务[1]。
二、水电站经济运行与管理的策略以及算法分析
(一)减少运行成本
减少成本主要涉及三个领域。首先是人力成本的节约。在当前自动化技术高度发展的环境下,可引入自动化软件以代替人为操作,这不仅提高了工作效率,同时也大幅度降低了人力资源的费用。其次是采购成本的把控。通过实施严厉的公开、公平和公正的采购程序,并选择性价比高的设施,能够有效地压缩成本。最后是对运行资金的精细管理。通过对经费使用进行合理规划和系统化管理,可在不影响电站运行效率的基础上,消减不必要的开销。
(二)增强运行效益
增强运行效益,即最大化水电站的发电时间和电量,从而提升总体效率。为此,也需涉及三个领域:首先,确保设备的高可靠性。这意味着在接到发电任务时,不仅要满足常规需求,还应保留适量余力以应对紧急情况。这要求电站人员对设备进行严格维护,及时排除任何潜在故障,确保设备在关键时刻可靠运行。其次,维护设施的稳定运作。这包括尽量避免设备运行在不利条件下,并尽可能使设备在最佳状态下运行,以提高效率并减少对辅助设施的损耗。最后,精炼调整电站调配计划。可运用智能化软件进行严密运算及预估,然后合理分发发电任务,以期有效降低能源消耗和水分浪费,提升水资源利用效益。
(三)课题所运用的算法探究
当前,对水电站经济运行算法的研究与应用广泛。这些研究主要集中在调度模型的优化和求解上,目的是反映电站运行的关键特性,并且追求模型求解的简洁性。如一些研究提出了以固定入库流量和水头为基础的短期运行优化模型,同时考虑机组启停的损耗。也有一些研究搭建了考虑空载与开机限制的调度模型。随着研究深入,模型越来越完善,更贴近实际运行状态。传统的动态规划法因维度问题限制了计算效率,而新兴的智能算法,如遗传算法和粒子群算法,已被用于提高解的质量和效率。这些方法通过多路径搜索和优化调度,有效减少了耗水量,并在实际案例中验证了其有效性[2]。
(四)具体实施方法
(1)加强管理服务,提升工作效能
构建科学有效的内部管理体系,强化部门间协作联动,及时发现并解决问题;同时应关注员工工作与生活状况,建立公正合理的绩效评估和激励机制,按劳取酬,适度提高员工福利待遇,激发其工作热情,促进企业发展和经营业绩的提升,为整体运行工作提供有力支持。
(2)掌握市场电价,争取企业最大效益
需积极与相关部门合作,熟知行业规矩,利用好政策优势,充分申请用电量,从而提高发电效率。在此过程中,还应精细规划电网交易市场策略,以确保公司获取最高利益。
(3)设备智能管理,提升运行模式
常言道:“打铁需要自身硬”。应逐步建立起符合自身需求的设备智慧运营体系,通过实时监测和解决设备故障以及潜在隐患,确保其运营时不会发生重大问题,从而保障企业的正常生产。
(4)优化设备运行,保证最高效能输出
需制定出完善的策略,让水电站机组以及其附属设备能够在最佳状况下运作,尽量缩短在非理想条件下的运行时间。这样不仅可以延长机组使用寿命,更能有效降低能源消耗,提升企业的实际效益。
(5)改善调度模式
为了有效进行水情预测及利用水资源,必须确保安全,最大限度降低弃水。同时,要与上游电站保持联系,协同作业,充分发挥水资源价值。
在本文中,将处理方式可分为外部因素应对和内部因素关注。对于前者,需预测水情并采取预防措施。对于后者,可提升管理水平和自动化程度。当前计算机技术的进步为此提供了可能,各种软件能够减轻负担,提高效率。
(五)实例剖析
关于大型水电站的经济运行策略,笔者例举了如下三个实例。
首先是溪洛渡水电站,拥有1386万千瓦的强大装机能力,其运营优化集中在分析各机组性能上。研究揭示,来自不同制造商的机组在耗水效率上存在差异,低耗水率的设备在高水头、高负载条件下更为高效。因此,建议根据水头条件和耗水量最小化原则安排机组运行顺序,优先启用能效高的机组,并考虑将漏损较多的机组纳入高效循环,以减少能源浪费。此外,梯级电站间的协同运作也被强调,旨在提升水资源的整体利用率。
其次是彭水水电厂,装机量达到1750兆瓦,其经济运行系统的构建聚焦于最小化耗水量。借助先进的C#编程技术和粒子群优化算法开发的软件平台,实现了非即时负荷的最优化分配,显著改善了电站的运营管理效率,克服了过往系统中的局限。
最后是响水水电站,装机容量560兆瓦,其经济运行策略围绕四个方面:精细调度、精确来水预测、优化运行条件及科学用电引导。该站通过加强上游水文预测,确保在高效率区域和高水位下运行,充分借助水库的调节能力蓄水,并灵活调整负荷维持高位水位,同时探索机组超负荷发电的潜力,以此全面提升运行的经济效益[3]。
结语:
综上所述,本文综述了我国水电站经济运行和管理的研究进展,并通过具体案例分析加以阐释。优化运行调度模型和算法不仅提升了管理水平,也是自动化建设的关键环节,促进了向自动化运行转变。虽然目前尚无统一的技术理论,但已取得的成果显著,未来需继续探索适应本土的经济运行管理系统。
参考文献:
高英,王磊.水电站经济运行与评价管理初探[J].能源技术经济,2012,24(2):64-68.
刘刚,廖书杰.浅析贯流式机组的经济运行措施[J].水电站机电技术,2020,43(06):63-64,66.
秦蓉,李晓超. 水电站经济运行与管理技术研究 [J]. 价值工程, 2023, 42 (05): 20-22.