聊一聊三峽工程的發(fā)電效益

 

　　2017年3月1日12時28分，三峽電站累計發(fā)電突破1萬億千瓦時大關(guān)，這是三峽電站運行管理史上一個重要里程碑。三峽電站成為我國第一座發(fā)電量突破1萬億千瓦時的水電站。

 

　　資料圖片 攝影：劉華

　　這1萬億千瓦時電力是可再生的清潔能源，具有巨大的節(jié)能減排效應(yīng)，在優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、促進國民經(jīng)濟發(fā)展和長江經(jīng)濟帶建設(shè)等方面發(fā)揮了積極作用。

　　三峽電站的建設(shè)，形成了以三峽近區(qū)電網(wǎng)為核心的堅強區(qū)域性電網(wǎng)，極大地促進了全國聯(lián)網(wǎng)的進程；三峽電站參與電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰運行，改善了調(diào)峰容量緊張局面，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了可靠的保障。三峽電站巨大的發(fā)電效益在我國清潔能源電力供應(yīng)、節(jié)能減排、促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展等方面作出了重要貢獻。

 

　　保證防洪，增發(fā)電量 

　　三峽電站是世界上裝機容量最大的電站，安裝了32臺70 萬千瓦和2臺5萬千瓦的水輪發(fā)電機組，總裝機容量2250萬千瓦，約占全國水電總裝機容量的7%，多年平均發(fā)電量882億千瓦時。

　　2003年首批機組投產(chǎn)發(fā)電；2008年三峽右岸電站最后一臺機組正式并網(wǎng)發(fā)電，三峽工程初始設(shè)計的左右岸電站26臺機組全部投產(chǎn)運行；2012年包括三峽地下電站在內(nèi)6臺機組的三峽電站全部機組建成投產(chǎn)。根據(jù)三峽電站年設(shè)計發(fā)電量，至少要有11個完整發(fā)電年度才能實現(xiàn)1萬億千瓦時的發(fā)電量，三峽電站通過科學(xué)決策、優(yōu)化調(diào)度，在首批機組投運14年、全部機組達產(chǎn)不到5年時間里即實現(xiàn)了累計發(fā)電量1萬億千瓦時。

 

　　資料圖片 攝影：張偉國

　　按照裝機容量計算，三峽電站年發(fā)電量應(yīng)該遠(yuǎn)超設(shè)計發(fā)電量。但三峽水庫并不能總是維持在較高水頭發(fā)電，它有幾個特征水位，其一為175米正常蓄水位，是指三峽水庫在正常運用情況下，為充分發(fā)揮防洪、抗旱、發(fā)電、航運、供水和補水、節(jié)能減排與生態(tài)環(huán)保等綜合功能而蓄到的最高水位；其二為145米防洪限制水位，指三峽水庫在每年汛前必須要降低到這個水位，也是汛期防洪應(yīng)用時的起調(diào)水位。三峽水庫防洪限制水位至正常蓄水位之間的庫容為“防洪庫容”。

　　為保證三峽工程“防洪”這一首要任務(wù)，三峽水庫內(nèi)的水位每年都要有規(guī)律地升降。在汛期(6~9月)，水庫一般維持在防洪限制水位，以留出防洪庫容調(diào)節(jié)可能發(fā)生的洪水；當(dāng)入庫流量可能對下游安全造成威脅時，水庫攔蓄洪水，水位抬高。洪水過后，水庫水位及時降低至防洪限制水位，以迎接下一次可能發(fā)生的洪水。

 

　　資料圖片 攝影：程功

　　145米水頭低，三峽電站機組無法更好地利用發(fā)電水頭，發(fā)揮發(fā)電的最大效益。因為三峽水庫的首要任務(wù)是防洪減災(zāi)，發(fā)電興利等功能是次要的，所以在汛期來臨之前，為最大限度地容納洪水，要舍棄興利，將水位降至145米，騰出庫容迎接洪峰，保證下游人民生命財產(chǎn)的安全。

　　雖然三峽工程的發(fā)電效益需服從“防洪”這一社會效益，但兩者并不是完全對立的，通過對水庫進行科學(xué)調(diào)度，可以協(xié)調(diào)三峽水庫諸多效益的關(guān)系?！爸行『樗畠?yōu)化調(diào)度”就是在三峽水庫攔蓄洪水為下游保安全時，一方面攔洪錯峰，減輕下游防洪壓力；另一方面通過準(zhǔn)確的中長期水情預(yù)報和精準(zhǔn)的短期預(yù)報，合理利用攔蓄的洪水發(fā)電，增發(fā)電量。

　　精確調(diào)度，利用好每一方水 

　　“用好每一方水、發(fā)好每一度電”。長江電力通過精確預(yù)報和科學(xué)制定調(diào)度計劃，精心開展以三峽水庫為核心的長江流域三峽、葛洲壩、溪洛渡、向家壩四座梯級水庫聯(lián)合調(diào)度。

　　通過信息共享和對自建站網(wǎng)的不斷完善，實現(xiàn)三峽水庫上游金沙江石鼓以下區(qū)域水雨情信息收集和實時監(jiān)控；健全流域梯級水庫預(yù)報系統(tǒng)，全面掌握長江上游流域的徑流特性，并密切關(guān)注上游水庫調(diào)蓄情況；同時堅持水文氣象會商制度，持續(xù)地跟蹤水情、氣象變化情況，遇大洪水時加密預(yù)報頻次，滾動更新氣象、水文預(yù)報方案。由此確保實現(xiàn)水庫來水的精準(zhǔn)預(yù)報，做出合理的水庫調(diào)度方案。

 

　　資料圖片 攝影：郭朝陽

　　針對工作重心和上游來水的不同，三峽水庫在調(diào)度方面也會各有側(cè)重。在水庫消落期，優(yōu)化安排梯級水庫消落次序，實現(xiàn)梯級水庫綜合效益最大化。在汛期，積極開展梯級水庫聯(lián)合防洪優(yōu)化調(diào)度工作，并在做好防大汛、搶大險、救大災(zāi)的同時，積極主動開展汛期中小洪水調(diào)度，提高汛期發(fā)電水量利用率及機組利用水頭。在蓄水期，通過汛末預(yù)報預(yù)蓄、提前蓄水等措施，開展梯級水庫聯(lián)合蓄水優(yōu)化調(diào)度，確保發(fā)電、蓄水兩不誤。

　　14年來，三峽電站發(fā)出的強大電流源源不斷地輸送至華中、華東和南方八省二市，為長江經(jīng)濟帶發(fā)展提供了強勁動力，為國家和社會發(fā)展提供了重要的能源支持，為國家節(jié)能減排、環(huán)境保護作出了突出貢獻，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　機器人加入巨型機組檢修 

　　任何設(shè)備都需要進行停機維護，水輪發(fā)電機組也不例外。根據(jù)電力行業(yè)《水電站設(shè)備檢修管理導(dǎo)則》，水輪發(fā)電機組的標(biāo)準(zhǔn)檢修項目、停用時間主要是根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑的不同，停用時間有所區(qū)別。三峽電廠在借鑒國外大型水電企業(yè)維修管理策略的基礎(chǔ)上，實施以診斷評估為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修。即根據(jù)主設(shè)備制造商技術(shù)規(guī)范、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)擬定設(shè)備檢修周期和主要檢修項目，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和診斷評估結(jié)果，優(yōu)化檢修項目，合理調(diào)整檢修時間和工期安排，并對檢修過程實行項目管理，優(yōu)化資源配置、保證檢修質(zhì)量、控制檢修成本，最終實現(xiàn)按需檢修，應(yīng)修必修，提升了檢修質(zhì)量，降低了檢修成本，縮減了檢修周期。

 

　　資料圖片 攝影：饒家華

　　在巨型機組的設(shè)備檢修方面，三峽電站進行了大量的科技攻關(guān)工作，率先將尖端的激光焊接、機器人技術(shù)運用到了機組的精益檢修中。三峽水利樞紐首先使用水下遙控機器人進行導(dǎo)流底孔封堵檢修水下清理工作，充分發(fā)揮水下機器人作業(yè)水深大時間長、安全程度高、經(jīng)濟性強的優(yōu)勢，為我國水利電力行業(yè)水下工程作業(yè)提供了一個全新的解決方案和思路。世界首套巨型壓力鋼管檢測機器人集群在三峽電站的成功應(yīng)用，使鋼管能夠得到快速的檢測并呈現(xiàn)三維圖像，填補了巨型壓力鋼管內(nèi)表面全方位快速檢測的技術(shù)空白。