三峽發(fā)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(shù)值跳到了10000。至此,三峽電站累計發(fā)電量突破一萬億千瓦時,成為我國第一座連續(xù)十四年安全穩(wěn)定高效運(yùn)行、發(fā)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(dāng)于支撐國家12萬億GDP,減排效益相當(dāng)于在我國增加了三分之一個大興安嶺林區(qū)。要知道,這樣優(yōu)秀的成績,對于一個以防洪為首要任務(wù)的水電站來說并不容易,如果沒有一系列創(chuàng)新技術(shù)的支撐根本不可能做到,而這些創(chuàng)新科技也為世界水電提供了成熟高效的中國樣本。

精確預(yù)報用好每一方水

用好每一方水,發(fā)好每一度電。三峽電站建立領(lǐng)先的水雨情遙測系統(tǒng),為水資源優(yōu)化利用奠定了基礎(chǔ)。

穿過三峽電站巨大的水輪機(jī)房后,就可以進(jìn)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(fù)雜程度。凡事預(yù)則立,不預(yù)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(yù)報,就很難制定科學(xué)的調(diào)度計劃。

“用好每一方水,發(fā)好每一度電。”三峽梯調(diào)中心水資源利用預(yù)報部主任陳忠賢告訴記者,為實現(xiàn)精確的水雨情預(yù)報,作為三峽電站的運(yùn)行管理者,長江電力建立了領(lǐng)先的水雨情遙測系統(tǒng),自建遙測站數(shù)量達(dá)到617個,能實時接收633個遙測站數(shù)據(jù),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(yù)報系統(tǒng),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(qiáng)對上游水庫運(yùn)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(yù)報,為水資源優(yōu)化利用奠定了基礎(chǔ)。

“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(diào)度也各有側(cè)重。”三峽梯調(diào)中心副總工程師王玉華說,在水位消落期,根據(jù)上游水庫群消落情況、電網(wǎng)檢修安排和市場需求實現(xiàn)提前消落,極大提高了梯級水庫調(diào)度的靈活性。在三峽電站大調(diào)峰的情況下,重復(fù)利用葛洲壩電站有限調(diào)節(jié)庫容減少棄水,以增加發(fā)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(fā)電有利時機(jī),積極與防總和電網(wǎng)溝通協(xié)調(diào),科學(xué)開展中小洪水優(yōu)化利用;在蓄水期,長江電力依據(jù)水頭變化精心開展流域梯級水庫聯(lián)合防洪和聯(lián)合蓄水調(diào)度,高效利用水能資源,確保發(fā)電、蓄水兩不誤。

2016年,長江電力通過梯級水庫聯(lián)合調(diào)度,使梯級電站較往年更早達(dá)到機(jī)組滿發(fā)水頭,顯著發(fā)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(jī)組同時滿發(fā)持續(xù)時間達(dá)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(wù),流域梯級水庫24小時流量預(yù)報精度達(dá)98%,電站日均發(fā)電計劃準(zhǔn)確率達(dá)99.8%,流域梯級電站年度累計節(jié)水增發(fā)電量近100億千瓦時。

數(shù)據(jù)顯示,2003年至2016年,通過科學(xué)調(diào)度,三峽電站發(fā)電耗水率逐年降低,從初期運(yùn)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(jié)水增發(fā)電量高達(dá)649.3億千瓦時。

率先實施“診斷運(yùn)行”模式

三峽電站基本實現(xiàn)對所有主輔設(shè)備特征量的實時監(jiān)測與運(yùn)行趨勢分析,運(yùn)行管理從“事后處理”轉(zhuǎn)變到“事前預(yù)控”。

“三峽電站的安全高效穩(wěn)定運(yùn)行,源于對科技創(chuàng)新的不懈追求,源于我們‘做世界水電行業(yè)引領(lǐng)者’愿景的內(nèi)在驅(qū)動。”長江電力總經(jīng)理張定明告訴記者。

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

“長江電力在水電行業(yè)率先實施了‘診斷運(yùn)行’模式。”張定明透露,長江電力安裝了8類共109套用于監(jiān)測機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測系統(tǒng),基本實現(xiàn)對所有主輔設(shè)備特征量的實時監(jiān)測與運(yùn)行趨勢分析,實現(xiàn)了水電站運(yùn)行管理從“事后處理”到“事前預(yù)控”的轉(zhuǎn)變,顯著提高了設(shè)備設(shè)施的安全運(yùn)行水平和可靠性。

同時,長江電力針對巨型機(jī)組進(jìn)行了大量重點(diǎn)技術(shù)項目研究工作,開展針對重點(diǎn)技術(shù)難題、重要預(yù)防性項目的研究。“優(yōu)化AGC控制以提高機(jī)組效率”等50余個技術(shù)改造在157臺次設(shè)備上予以實施,成功優(yōu)化了機(jī)組的運(yùn)行管理,同時將先投產(chǎn)的三峽左岸電站的相關(guān)研究成果應(yīng)用于后投產(chǎn)的右岸電站和地下電站設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝過程,有力地推動了三峽右岸和地下電站國產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)后的穩(wěn)定運(yùn)行。

“三峽電廠還率先將尖端的機(jī)器人技術(shù)運(yùn)用到了巨型機(jī)組的精益運(yùn)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(jī)器人集群就是在三峽電站得以成功應(yīng)用,此舉填補(bǔ)了巨型壓力鋼管內(nèi)表面全方位快速檢測的技術(shù)空白,達(dá)到國際領(lǐng)先水平。快速的檢測時間和三維的呈現(xiàn)圖像,三峽電站憑借機(jī)器人集群的應(yīng)用再次被打上“國際一流”和“國際領(lǐng)先”的標(biāo)簽。

長期以來,三峽電站保持了長周期安全穩(wěn)定的運(yùn)行態(tài)勢,巨型機(jī)組“得令就能開機(jī)”“開機(jī)就能發(fā)電”。其中,2015年長江所有上游來水全部通過機(jī)組發(fā)電,流向了大壩下游,實現(xiàn)了“未棄一方水”,水資源利用率達(dá)到了100%。

科學(xué)調(diào)度放大綜合效益

三峽電站電力生產(chǎn)始終服從、服務(wù)于防洪、航運(yùn)等功能,在科學(xué)調(diào)度下,三峽工程實現(xiàn)了綜合效益的最大化。

三峽水利樞紐工程是治理和開發(fā)長江的關(guān)鍵性骨干工程,功能多樣,綜合效益巨大。“三峽電站發(fā)電量突破一萬億千瓦時這一優(yōu)異成績的取得,是在電力生產(chǎn)始終服從、服務(wù)于防洪、航運(yùn)等功能的發(fā)揮的基礎(chǔ)上取得的。”三峽電廠黨委副書記王曉健表示,在科學(xué)調(diào)度下,三峽工程實現(xiàn)了綜合效益的最大化。

防洪是三峽工程的首要任務(wù)。2012年7月24日晚8時,峰值達(dá)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(yù)報、科學(xué)調(diào)度,及時攔洪、適時泄洪,經(jīng)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(dá)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(qū)的防洪壓力。

值得注意的是,2003年至2016年,長江電力三峽梯調(diào)中心成功預(yù)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(yù)報精度等級達(dá)到甲等,在國內(nèi)同行業(yè)處于領(lǐng)先水平,有力保障了梯級水庫優(yōu)化調(diào)度方案的可行性。

同時,通過科學(xué)調(diào)度,三峽水庫對下游區(qū)域的生產(chǎn)生活產(chǎn)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(yán)重,為保障通航、工農(nóng)業(yè)用水及電網(wǎng)運(yùn)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(nèi)比計劃多補(bǔ)水2億立方米,極大緩解淺水河道航道維護(hù)、疏浚施工的困難,成功協(xié)助疏散下游積壓的600艘船舶。

“三峽水庫就如同蓄洪補(bǔ)枯的水資源銀行。”李志祥說,2016年,三峽水庫累計為下游補(bǔ)水量高達(dá)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(xù)為下游補(bǔ)水,有效緩解旱情,切實保障下游生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水需求,確保長江航運(yùn)暢通。(經(jīng)濟(jì)日報·中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者 王軼辰)