省级区域发电公司水电、火电一体化运营管理的探索.pdf

第 3 5卷 第 1 1期 2 0 1 3年 1 1月 华 电技 术 Hua d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 ． 3 5 No． 1 1 NO V ． 2 01 3 省级 区域发 电公 司水 电、 火 电一体化 运营管理 的探 索 悄 恕 宏 贵州乌江水电开发有限责任公司， 贵州 贵阳5 5 0 0 0 2 摘要 介绍了水电、 火电一体化运营管理的理念 ， 分析了水电、 火电一体化运营管理实施的可行性。综合考虑电网需 求、 流域来水、 电煤市场等因素， 提出了水电、 火电一体化运营的管理思路。对于合理调度水电、 火电各 自的发电时机和 发电量权重， 避免同一公司水电、 火电之间出现相互制约 ， 提高水电的水能利用率和降低火电的燃料成本， 实现水电、 火 电运 营的最优化和 整体效益 的最 大化有着 重要 意义 。 关键词 区域发电公司； 水电、 火电一体化； 运营管理 中图分 类号 C 9 3 1 T M 6 1 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 3 1 l 一 0 0 6 4 0 3 0 引言 贵州乌江水 电开发有限责任公司 以下简称乌 江公司 是 中国华 电集 团公 司 的省级 区域发 电公 司 ， 负责乌江干流贵州境 内水 电站群和华 电集 团在 贵州省内火电企业的运营管理。乌江公司现有水电 站 8座 ， 装机容量 7 5 4 5 MW； 火 电厂 4座 ， 装机容量 2 7 0 0Mw。截至 2 0 1 2年年底 ， 乌江公司总装机容量 将达到 1 1 9 6 5 MW， 预计 “ 十二五” 末乌江公 司装机 容量将超过 1 5 0 0 0 M W。乌江公司是贵州省最大 的 发电企业 ， 装机容量约 占贵州电网的 4 0 ％ 。 2 0 1 1 年 ， 乌江公 司对水 电、 火 电资产 进行 了整 合 ， 为区域公司统筹电量营销 、 水 电和火电集中人才 优势形成合力 、 发挥水 电和火 电资源及规模化生产 的优势 、 提高应对市场竞争的能力奠定了坚实基础 ， 有利于发挥省级 区域公 司的资源优势和规模优势 ， 通过区域公司运营管理整体优化 ， 实现省级区域公 司发电效益与装机规模同步增长。 1 水电、 火电一体化运营管理的理念 乌江公司水 电、 火 电装机在贵州 电网中均 占有 较大权重 ， 约占贵州电网统调装机 的 3 9 ％ ， 水电、 火 电装机 比例约为 2 ． 6 1 ， 其资源分布和结构特点存 在较强的互补性 。乌江梯级水 电在 已实现集中调度 管理的基础上 ， 具有水电、 火电统筹优化运行的基本 条件和内在需求 ， 在 国内省级区域发电公 司还没有 水电、 火电一体化运营的成功案例 ， 具有一定的探索 价值 。 收稿 日期 2 0 1 21 2 2 2 乌江公司针对水电 、 火 电两大板块相对独立 、 缺 少统筹 的状态展开了管理研究 ， 通过多次外出调研 、 会议磋商 ， 多方征求 意见和建议 ， 认 真分 析发展形 势 ， 明确了水电、 火电一体化运营理念 。 水电、 火电一体化运营， 也就是将省级区域公司 的水 电、 火电企业纳入统一“ 盘子”， 从水 电来水预 测 、 火电电煤供需形势分析开始 ， 到发电计划制订 、 电量营销 、 实时调度生产 、 人力资源配置等各环节均 进行全盘考量 、 统筹安排 ， 以达到优化资源配置 、 优 化水电和火电量权重 、 节省成本之 目标 。通过进一 步挖掘省级区域公 司运营管理的内在价值 ， 保持省 级区域公司在电力市场竞争的主动地位 ， 提高省级 区域公司应对市场变化的能力。 2 水电、 火电一体化运营管理的实施 2 ． 1 建设水电、 火电一体化运营技术支撑系统 根据省级区域发电公司水电、 火 电一体化运营 工作需求进行分析 ， 水 电、 火 电一体化运营的 3大主 系统包括 流域水 电监 控系统、 流域水 调 自动化系 统 、 省级区域发 电公司火电监管系统。按 照集控 中 心整体建设规划 ， 如何将运营管理 的 3大主系统通 过数据中心进行数据交换 和整合 ， 在此基础上进行 数据 的综合分析和深度挖掘， 是平 台规划的主要 目 的。各系统的主要情况如下 1 流域水 电监控系统 。满足梯级水 电站群远 程控制 ， 具备“ 遥测 、 遥信 、 遥调、 遥控和遥视” 等“ 五 遥” 功能 ， 是水 电集中管控的自动化系统。 2 流域水调 自动化系统。满足对流域水情采 集和水库群发电调度及 防洪调度要求 ， 是梯级水库 集 中调度的 自动化系统 。 第 1 1期 何光宏 省级区域发 电公 司水 电、 火电一体化运营管理的探 索 6 5 3 省级 区域发 电公 司火电监管 系统。满足采 集各火 电厂生产运行信息 ， 具备统计 、 展示和对标管 理等要求 ， 是火电集 中监管的技术支持系统。 2 ． 1 ． 1 火电集中监管系统建设 2 0 1 1年第 1季度 ， 对乌江公 司安全 生产管理 、 集 中运行监管 、 电量集中营销等管理需求进行分析 ， 启动了火电监管系统建设 ， 该系统定位为省级 区域 发电公 司的火电集 中监管 ， 在开展常规火 电监管 的 同时 ， 引入 电网调度信息 ， 具备了省级区域发电公司 系统和区域电网对标管理等功能 ， 同时充分考虑 了 下一步电力市场 、 辅助服务等需求 。 火电生产集 中监管信息平 台和辅助系统建成 后 ， 从管理上加强对下属各电厂的生产管理 、 技术监 督 ， 把各 自分散 的优势变成综合优势 ， 使信息技术更 好地为省级区域发 电公司内企业的管理工作提供决 策 ， 增强了节能降耗能力 ， 提高 了火电边 际利润 ， 使 管理创效能力得到进一步提升。 2 ． 1 ． 2 流域优化调度及效益评价 水电 、 火 电一体化的运营管理 ， 其中最重要的内 容之 一 就 是 流域 梯 级水 电站 群 的 优化 调 度。从 2 0 0 8年 1 2月开始 ， 乌 江公司用 3年时 间开展 了富 有成效的乌江流域水电站群优化调度和效益评价核 心技术的研究及应用。该研究解决了调节组合复杂 的大型梯级水 电站群 的联合优化调度问题 ， 在梯级 调度效益评价体系、 优化调度算法、 径流预报模型等 方面创新效果明显 ， 为梯级调度效 益评价提供 了一 套合理的解决方案。该研究成果已在乌江流域水 电 站群成功应用 ， 为乌江梯级水电站运行管理提供 了 理论依据和技术支撑 ， 取得了 良好 的社会效益和经 济效益。在 2 0 1 2年度中国华 电集 团公司 5 0余项研 究成果评选 中， 该成果荣获科技进步一等奖 。 2 ． 1 ． 3 水电、 火电一体化平台改造与整合 根据水 电、 火 电一 体化建设 规划 ， 2 0 1 0年完成 了数据平台系统建设 ， 理顺 了各大系统之 间的数据 流 向， 简化并 规范 了网络结构 ， 2 0 1 1年完成 了水 电 监控系统和水调 自动化系统改造工作 ， 为进一步推 进水电、 火电调度一体化管理打下了坚实基础； 在调 度业务管理方面， 把水电调度管理 、 火 电调度管理进 行整合 ， 通过该 系统 ， 完成 了各水 电厂上 报检修 申 请 、 技术方案和各火 电厂发电运行的电量填报 、 异常 汇报等工作 。在通信系统建设 过程 中， 建设 了覆盖 全公司水 电厂和火 电厂 的调度数据 网及 综合数据 网， 保证 了省级 区域发 电公 司水 电、 火电信息传输 ， 建成了以卫星为通信介质的备用通道。在建设过程 中， 解决了火电信息和水电信息处于不 同分区的安 全问题 ， 为一体化运营管理提供 了可靠 的通信技术 保障。 2 ． 2推进区域公司水 电、 火电一体化运营人才培养 2 ． 2 ． 1 培养精通水调 、 电调的调度指挥人才 调度指挥主要包括电力调度指挥和水库调度指 挥 ， 从 2 0 0 9年开始进行以水库调度和电力运行合 岗 值班为核心的“ 水 电一体化” 人才 全能调度员 培 养工作 。原水库调度专业人员陆续全部取得电力调 度机构的受令资格证书 ， 原 电力运行人员陆续全部 取得省级区域发 电公司颁发的水库调度值班资格证 书 ， 通过 2年多的交叉培训 ， 经过洪水调度 、 事故处 理、 实时优化为核心 内容的高频次演练 ， 集控中心现 有运行值班人员已经全部取得全能调度员资格证书 并通过了乌江公 司组织的专项验收。 水电、 火电一体化人才 全能调度员 培养取得 了明显的效果 。创新调度运行机构设置 ， 满足了市 场和外部客户 的需要。优化调度业务流程 ， 提高了 工作质量和工作效率。改进集控值班模式 ， 进一步 提高了优化调度效益。提升员工的综合能力 ， 全面 拓展了发展空间。 2 ． 2 ． 2 培养掌握水 电、 火电一体化的发电生产人才 水电、 火电一体化调度的主要思路是在水电、 火 电之间进行负荷或电量的内部转移 ， 保证总负荷率 ， 达到省级区域发电公司发电量的稳定或增长 。乌江 公司根据贵州电网和该公 司的实际情况 ， 针对性地 开展人才培养。培养火电专业人员整体优化分析能 力 ， 通过对标分析 ， 在省级区域发 电公司火电电量一 定的情况下争取边际贡献大 的机组负荷率更高 ， 尽 可能提高省级区域发电公司火电运行经济性 。培养 水 电、 火 电专业人员统筹优化的能力 ， 通过分析省级 区域发 电公 司水 电、 火 电的装机 比例 、 水库调节性 能、 机组边际贡献 、 电网约束等关键要素， 掌握在水 电丰枯年 、 汛枯期 的水电、 火电一体化发电调度规律 和方式 ， 充分发挥水电、 火 电互补调度作用 ， 以达到 减少水 电汛期弃水 、 降低火 电供 电煤耗之 目的， 争取 资源整体效益最大化 。 2 ． 2 ． 3 培养掌握水电、 火电一体化的电量营销人才 主要是 以现有专业人员为基础 ， 培养水 电人员 熟悉火电生产流程 ， 组织水 电人员到火 电厂现场实 习 ， 学习火 电发 电运行知识 、 节能环保管理知识等 ， 掌握火电的运行监管、 计划跟踪、 电量申报与协调等 内容 ， 强化市场营销知识培训 ， 培养出既懂水电又懂 火电的电量营销人才。逐步探索发电计划的统一安 排 、 统一协调 、 统一 营销 的工作方式， 为提高 区域发 电公 司的整体盈利能力做出贡献 。 6 6 华 电 技 术 第 3 5卷 2 ． 3推进区域公司水电、 火电一体化协调管理 2 ． 3 ． 1 深入分析水电、 火电一体化营销产品和客户 电量 营销主要产品是省级区域公司水 电 、 火 电 的经济运行建议方案 ， 其特点有别于传统意义上的 实物产品， 它的主要表现形式是综合考虑 了省级 区 域公司水 电、 火 电多个影响因子后 ， 经过优化计算出 来的发电计划方案 ， 其本质是一个思路或想法 、 一个 计划安排 。经济运行建议方案只有被上级调度机构 采纳并在实际调度工作中执行才能获得更多的社会 经济效益 ， 达到厂网双赢的最终 目的。上级 电力调 度机构是水电、 火电电量一体化营销的关键客户。 电量营销主要产 品的质量决定了营销的效果 ， 若省级区域发电公 司水 电、 火 电的发电计划建议方 案本身未体现优化原则 、 不具有可操作性 ， 上级电力 调度机构不会采纳 ， 水电、 火 电一体化运营就无法落 实。因此 ， 计算 、 编制出优化的水火 电经济运行方 案 ， 注重其实用性 ， 提高可操作性 ， 是电量营销是否 成功及水电、 火电一体化运营能否落实的关键 。 经过近几年的水电、 火电一体化营销实践， 全力 开展营销 ， 做好了 2个方面的工作 1 拿出满足客户需求 的高质量产品， 即科学 合理的水电 、 火 电经济运行方式 。 2 以客户需求 为导向， 根据 电网需求 的不 同 进行产品调整 ， 为实现公 司的综合效益最大化作 出 贡献 。事实证明， 乌江公司进行 的电量营销产品及 客户分析 、 营销过程实施等管理创新定位清晰 ， 措施 有力， 效果良好 。 2 ． 3 ． 2 实施水电 、 火 电一体化的发电计划统筹安排 水电、 火 电一 体化 区别 于 国内其他 梯调 中心 集控中心 单纯的水电调度模式 ， 乌江公司集控 中 心既要进行水 电调度 ， 又要安排火电计划 ， 如何统筹 安排 、 合理协调水火电 比率 ， 决定不 同的水电、 火电 发 电计划 ， 直接影响到公司发 电收益。因此 ， 在编制 年 、 月 、 周发电计划 时， 由乌江公司集中方式部和火 电监管部专业人员共 同确定 ， 方式部负责了解 电力 供需形势 ， 预测来水及发电能力 ， 根据水电年度电量 目标滚动情况 ， 推荐经济的水 电运行方式 ， 做 出水 电 的初步发电计划 。火电监管部专业人员了解 电煤供 应 、 煤价形势 ， 根据火电年度 电量 目标滚动情况 、 火 电机组边际效益 、 结合水电的初步计划 ， 确定火电发 电计划 。若火电计划出现较大调整 ， 则对水 电发 电 计划进行反校。以水 电 、 火电一体化原则制订 的发 电计划 ， 综合考虑了市场供需 、 水 电来水 、 电煤供应 、 火 电边际效益等影响因素 ， 具有很强的实用性 ， 从运 行方式安排上为可靠保证乌江公 司发 电效益最大化 奠定了基础 。 2 ． 3 ． 3 探索水 电、 火电电量一体化协调模式 为推进区域发电公司的几家火 电厂电量统一协 调模式 ， 乌江公司按照循序渐进的基本思路 ， 采取了 三步走 的方案 1 组织各火电厂电量协调人员一起参加计划 协调 ， 使上级调度逐步适应统一协调的模式。 2 统一上报各火 电厂 的次 日发 电计划 、 出力 限制等， 使上级调度减少了与电厂沟通的工作量而 逐步得到认可。 3 成立水电、 火电电量工作组 ， 在原来水 电统 一 协调的基础上， 不 断强化水 电、 火 电集 中协 调模 式 ， 使上级调度逐渐适应乌江公 司当前 的运营管理 模式 ， 从而获得支持 。 经过近 2年的不断努力 ， 目前上级调度已经初 步认可乌江公司水 电、 火 电电量一体化协调的工作 模式。 2 ． 3 ． 4 扎实开展水电、 火电电量一体化协调工作 首先 ， 每天安排专人跟踪发电计划的制订 ， 保证 各厂发电计划的负荷率高于系统内其他公司的负荷 率 ， 同时跟踪 日计划执行情况 ， 保证实际负荷率处于 电网领先地位 ， 出现差异及时进行调整。此举确保 了乌江公司火电负荷率一直处于较高水平 ； 其次 ， 在 总电量一定的情况下， 尽可能按照经济运行 的方式 进行安排， 达到经济效益最大化； 最后， 在水电、 火电 一 体化方面， 除丰水期和枯水期 因水 电需按最大出 力发电或调峰不具备互济条件外， 其余时段均充分 考虑水库调节性能 、 机组边际贡献 、 电网约束等关键 要素 ， 提出发电计划建议 ， 每天进行跟踪协调 ， 通过 实时调度落实优化调整。 3 水电、 火电一体化运营管理的主要成效 3 ． 1 大幅提高了水电、 火电运营经济效益 乌江公司水 电、 火 电一体化运营管理模式实施 后 ， 经济 效益 显著。以 2 0 1 1年 为例 ， 节水 增 发 电 4 7 4 G W h， 提高火 电电量 营销水平折合效益 电量 3 7 7 G W h ， 水 电、 火 电效益电量合计 8 5 1 G W h 。 3 ． 1 ． 1 水 电优化运营效益 采用优化调度增发率方法估算。以 2 0 1 1年乌 江公司梯级水能利用率提高 3 ． 7 8 ％为依据 ， 2 0 1 1年 水电实际发电量 1 2 5 2 7 G W h为基准进行计算 ， 节 水增发电量为 1 2 5 ． 2 6 3 ． 7 8 ％ 4 7 4 G W h 。 3 ． 1 ． 2 火电节能运营效益分析 根据统计 ， 2 0 1 1 年乌江公司火电平均利用小时 6 0 8 4 h ， 较贵州电网统调火电平均水平高 7 5 3 h 。决 定火电利用小时的主要 因素有设备维护、 电煤供应 、 电量营销3 个方面 ， 因为水 电 、 火 电 下转第 6 9页 第 1 1期 章 劲淞 双进双出钢球磨煤机燃用褐煤防爆技术分析 6 9 磨煤机时 ， 先将磨煤机温度降到 1 0 01 3 0 o C， 再进 行其他停磨操作 ， 能防止 内部积蓄过多的热量 ， 有 效减少褐煤挥发分的析出； 也可以采用全冷风来启 、 停磨煤机。 3 在正常运行时， 出口温度控制在 6 0c C左右。 磨煤机 出口温度过高易导致风粉混合物爆炸 ； 出口 温度过低 ， 煤粉可能因结露产生结块 、 沉积现象而堵 塞粉管 ， 导致煤粉在粉管内局部燃烧 ， 甚至引起制粉 系统爆炸。在给煤机断煤或故障跳 闸及其他异常工 况时 ， 要严格控制磨煤机出 口温度不超过 8 O℃ 』 。 2 ． 2 ． 4 控制氧量 磨煤机内部氧量一般通过对磨煤机内料位的控 制和磨煤机惰化蒸汽 的投退来实现。由于双进双 出 钢球磨煤机结构的特殊性 ， 一般在磨煤机两侧出口煤 粉分离器处各安装一氧量测点来监测磨煤机 内氧含 量。参考表 2中褐煤爆燃最低氧量值 ， 要求运行 中任 何时候磨煤机两侧出口含氧量均控制在 6 ％ 一 8 ％。 惰化蒸汽的引入 ， 不仅能降低磨煤机内部氧含 量 ， 还能提高磨煤机 内水分 ， 依据本文 1 ． 2章节中的 理论 ， 煤粉着火所需能量将大幅增加 ， 使防爆效果更 显著。相关资料显示 ， 惰化防护时要求磨煤机 内实 际含氧量必须保持比临界含氧量再低 2 0 ％ 体积百 分 比 的安全系数。同时， 考虑到煤粉和可燃气 体 的流动性以及惰化介质的散 失等 ， 惰化蒸汽 的通入 量应保证足够的裕度 。 对 于双进双出钢球磨煤机 ， 其惰化蒸 汽一般取 自辅汽联箱 ， 采用凝结水作为其减温水 ， 压力控制在 0 ． 3～ 0 ． 4MP a ， 温度控制在 1 8 02 0 0 o C 温度过高 会对磨煤机 内煤粉起到加热 的作用 。惰化蒸汽分 别从磨煤机两侧人 口热风盒和出 口分离器底喷人磨 煤机内。 磨煤机正常运行 时， 要求维持在较高料位。这 不但能有效 防止给煤机断煤后磨煤机内煤粉浓度迅 速降到最易爆炸浓度 区， 也有利于磨煤机 出 口温度 和煤粉细度 的控制 ， 还能防止磨煤机漏粉。磨煤机 出口氧量作为运行参考参数 ， 惰化蒸汽可靠备用 ， 出 现给煤机断煤或故障跳闸及其他异常工况时 ， 立 即 投入磨煤机惰化蒸汽， 确保磨煤机两侧 出 口氧量均 控制在 6 ％ ～ 8 ％。 3 结束语 本文从运行的角度 出发 ， 深入总结和提炼 了生 产经验 ， 较为系统地提出了双进双出磨煤机燃用褐 煤时防止爆燃 的措施 ， 并在实际生产中得到了验证 。 若在双进双出磨煤机合适位置增加适当数量的防爆 门， 将会进一步提高制粉系统运行 的安全性 。 参考文献 [ 1 ] 张昀， 李卫东， 许传凯， 等． 褐煤锅炉磨煤机选型和煤粉 水分选取的探讨[ J ] ． 中国电力， 2 0 1 1 8 3 6 3 9 ． [ 2 ] 胡富钦． 燃用高挥发分烟煤时磨煤机内部爆燃分析及防 范 [ J ] ． 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推动了乌江公司各 专业板块的集约化管理 。水电 、 火 电一体化运营管 理模式 的形成 ， 为国内水火 电装机都达到一定规模 的省级 区域发电公司提供 了一个成功范例 ， 在水 电、 火电一体化运营管理方面具有推广的价值。 本文责编 王书平 作者 简介 何光宏 1 9 6 9 一 ， 男， 四川渠县人 ， 副总经理 ， 高级工程 师， 工程硕士， 从事公司发展战略、 运营管理方面的研究工作 E ma i l 1 8 8 9 9 3 2 0 3 q q ． c o rn 。