三峽發電量突破一萬億千瓦時 為世界水電提供中國樣本

3月1日12時28分,三峽電站中央控制室累計電量顯示屏上的數值跳到了10000。至此,三峽電站累計發電量突破一萬億千瓦時,成為我國第一座連續十四年安全穩定高效運行、發電量突破一萬億千瓦時的水電站。

一萬億千瓦時意味著什么?一萬億千瓦時足夠一億個三口之家用5.72年,足夠北京用10.5年,足夠全國用60天,相當于支撐國家12萬億GDP,減排效益相當于在我國增加了三分之一個大興安嶺林區。要知道,這樣優秀的成績,對于一個以防洪為首要任務的水電站來說并不容易,如果沒有一系列創新技術的支撐根本不可能做到,而這些創新科技也為世界水電提供了成熟高效的中國樣本。

精確預報用好每一方水

用好每一方水,發好每一度電。三峽電站建立領先的水雨情遙測系統,為水資源優化利用奠定了基礎。

穿過三峽電站巨大的水輪機房后,就可以進入整個電站的“大腦”——控制中心,林林總總的各式按鈕和顯示屏提示著記者管理這樣一座巨型電站的復雜程度。凡事預則立,不預則廢。對于一座這樣的水電“巨無霸”來說,沒有水雨情的精確預報,就很難制定科學的調度計劃。

“用好每一方水,發好每一度電。”三峽梯調中心水資源利用預報部主任陳忠賢告訴記者,為實現精確的水雨情預報,作為三峽電站的運行管理者,長江電力建立了領先的水雨情遙測系統,自建遙測站數量達到617個,能實時接收633個遙測站數據,遙測流域面積約54.5萬平方公里,覆蓋了長江上游流域超50%的面積。

正是充分利用流域水雨情自動測報預報系統,長江電力得以順利開展流域水雨情趨勢分析,通過水庫群信息共享平臺加強對上游水庫運行信息的掌握,主動與水文氣象部門會商,實施短、中、長期跟蹤滾動預報,為水資源優化利用奠定了基礎。

“針對工作重心和上游來水的不同,長江電力對長江來水的調度也各有側重。”三峽梯調中心副總工程師王玉華說,在水位消落期,根據上游水庫群消落情況、電網檢修安排和市場需求實現提前消落,極大提高了梯級水庫調度的靈活性。在三峽電站大調峰的情況下,重復利用葛洲壩電站有限調節庫容減少棄水,以增加發電量;在汛期,長江電力在確保防洪安全的前提下,緊緊抓住發電有利時機,積極與防總和電網溝通協調,科學開展中小洪水優化利用;在蓄水期,長江電力依據水頭變化精心開展流域梯級水庫聯合防洪和聯合蓄水調度,高效利用水能資源,確保發電、蓄水兩不誤。

2016年,長江電力通過梯級水庫聯合調度,使梯級電站較往年更早達到機組滿發水頭,顯著發揮了電站水量水頭效益。三峽、葛洲壩、溪洛渡、向家壩四座水電站共計82臺機組同時滿發持續時間達到近200小時,同時還圓滿完成三峽、溪洛渡、向家壩水庫的蓄水任務,流域梯級水庫24小時流量預報精度達98%,電站日均發電計劃準確率達99.8%,流域梯級電站年度累計節水增發電量近100億千瓦時。

數據顯示,2003年至2016年,通過科學調度,三峽電站發電耗水率逐年降低,從初期運行的5.9立方米每千瓦時降低到4.3立方米每千瓦時。三峽——葛洲壩梯級累計節水增發電量高達649.3億千瓦時。

率先實施“診斷運行”模式

三峽電站基本實現對所有主輔設備特征量的實時監測與運行趨勢分析,運行管理從“事后處理”轉變到“事前預控”。

“三峽電站的安全高效穩定運行,源于對科技創新的不懈追求,源于我們‘做世界水電行業引領者’愿景的內在驅動。”長江電力總經理張定明告訴記者。

三峽電站總裝機容量為2250萬千瓦,年設計發電量882億千瓦時,安裝有32臺70萬千瓦巨型水輪機組,占全世界巨型水輪機組的近40%。巨型水輪機組帶來豐富清潔電能的同時,也給運行管理帶來了巨大的挑戰。

“長江電力在水電行業率先實施了‘診斷運行’模式。”張定明透露,長江電力安裝了8類共109套用于監測機組運行狀態的在線監測系統,基本實現對所有主輔設備特征量的實時監測與運行趨勢分析,實現了水電站運行管理從“事后處理”到“事前預控”的轉變,顯著提高了設備設施的安全運行水平和可靠性。

同時,長江電力針對巨型機組進行了大量重點技術項目研究工作,開展針對重點技術難題、重要預防性項目的研究。“優化AGC控制以提高機組效率”等50余個技術改造在157臺次設備上予以實施,成功優化了機組的運行管理,同時將先投產的三峽左岸電站的相關研究成果應用于后投產的右岸電站和地下電站設備的設計、制造、安裝過程,有力地推動了三峽右岸和地下電站國產設備投產后的穩定運行。

“三峽電廠還率先將尖端的機器人技術運用到了巨型機組的精益運行中。”三峽電廠黨委書記、副廠長李志祥說,世界首套巨型壓力鋼管檢測機器人集群就是在三峽電站得以成功應用,此舉填補了巨型壓力鋼管內表面全方位快速檢測的技術空白,達到國際領先水平。快速的檢測時間和三維的呈現圖像,三峽電站憑借機器人集群的應用再次被打上“國際一流”和“國際領先”的標簽。

長期以來,三峽電站保持了長周期安全穩定的運行態勢,巨型機組“得令就能開機”“開機就能發電”。其中,2015年長江所有上游來水全部通過機組發電,流向了大壩下游,實現了“未棄一方水”,水資源利用率達到了100%。

科學調度放大綜合效益

三峽電站電力生產始終服從、服務于防洪、航運等功能,在科學調度下,三峽工程實現了綜合效益的最大化。

三峽水利樞紐工程是治理和開發長江的關鍵性骨干工程,功能多樣,綜合效益巨大。“三峽電站發電量突破一萬億千瓦時這一優異成績的取得,是在電力生產始終服從、服務于防洪、航運等功能的發揮的基礎上取得的。”三峽電廠黨委副書記王曉健表示,在科學調度下,三峽工程實現了綜合效益的最大化。

防洪是三峽工程的首要任務。2012年7月24日晚8時,峰值達每秒71200立方米的洪水沖向三峽大壩。如果沒有三峽工程,此次特大洪峰將使沙市站接近保證水位,城陵磯站超過保證水位,漢口站超過警戒水位。有了三峽工程,在洪患面前不再被動,通過精確預報、科學調度,及時攔洪、適時泄洪,經受住了特大洪水的考驗。2012年僅7月,三峽水庫累計攔蓄洪水量達到了136億立方米。2016年全年,三峽水庫累計攔蓄洪水122.7億立方米,極大緩解了長江中下游地區的防洪壓力。

值得注意的是,2003年至2016年,長江電力三峽梯調中心成功預報了三峽水庫兩次7萬立方米每秒級和10次5萬立方米每秒級的洪水過程。洪水預報精度等級達到甲等,在國內同行業處于領先水平,有力保障了梯級水庫優化調度方案的可行性。

同時,通過科學調度,三峽水庫對下游區域的生產生活產生了積極影響。2016年12月29日至31日,中下游部分淺水道淤積程度較往年略嚴重,為保障通航、工農業用水及電網運行安全需求,三峽水庫增加下泄流量至7000立方米每秒,48小時內比計劃多補水2億立方米,極大緩解淺水河道航道維護、疏浚施工的困難,成功協助疏散下游積壓的600艘船舶。

“三峽水庫就如同蓄洪補枯的水資源銀行。”李志祥說,2016年,三峽水庫累計為下游補水量高達218億立方米。其中,2016年10月,洞庭湖、鄱陽湖流域旱情加劇,三峽水庫果斷增加水量下泄,持續為下游補水,有效緩解旱情,切實保障下游生活、生產、生態用水需求,確保長江航運暢通。(經濟日報·中國經濟網記者 王軼辰)