千里乌江变身“绿色电站”特稿

发布时间:2019-04-29 16:52:09  作者:高英 顾龙  来源:本站原创  浏览次数:

贵州,长江上游唯一的国家生态文明试验区。

2018年72011:57分,乌江梯级集控中心调度室电话响起,“现在下令:洪家渡#1机组并网,出力保持60兆瓦。”随着中控调度的一声令下,乌江梯级龙头电站——洪家渡发电厂水轮发电机组历时一个月空转、确保生态流量的工作终于结束。乌江梯级电站全部实现通过机组发电保障最小生态下泄流量。

绿色要求

水电站下泄生态流量是指为满足维持河道的基本生态功能和群众生产、生活及其它用水需求,所需要水电站下泄的最小流量。

近年来,我国水电建设发展迅速,为促进地方经济和社会发展发挥了重要作用,但随之带来的生态问题也不容忽视。一些水电站因下泄生态流量不足造成部分河段减水、脱水甚至干涸,一定程度上影响了河流的正常生态功能和群众的生产、生活。

因此,落实责任单位,做好水电站生态下泄流量工作,有利于推动水电站绿色发展,有利于解决水电开发导致的河流减水脱流问题。

乌江干流贵州境内依次分布着洪家渡、东风、索风营、乌江渡、构皮滩、思林、沙沱和支流清水河上的大花水、格里桥共9座水电站,总装机容量869.5万千瓦,由贵州乌江水电开发有限责任公司负责管理。

乌江干流上的龙头洪家渡电站和最末一级沙沱电站,首尾相距520公里。中下游的构皮滩、思林、沙沱电站,在设计阶段明确了生态流量要求,对于上游的电站,设计阶段没有生态流量要求。

2017年,长江水利委员会根据《水利水电建设项目水资源论证导则》明确:“对于河道生态需水量的确定,原则上按照多年平均流量的10%20%确定。”乌江梯级电站均无设计生态机组,要保证生态流量,则需重新组织攻关,实施生态改造。

要确保无生态机组电站的生态流量,一是由水轮发电机组空转,二是通过水轮机组发电,否则只能开闸泄洪。机组空转放水或者开闸泄洪,不仅牺牲水能,还增加了水电厂的发电耗水率。机组通过发电确保生态流量,非汛期除向电力调度机构争取低谷电力外,还得考虑低水头下如何避免机组的振动区问题。

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乌江龙头电站——洪家渡发电厂鸟瞰

三级联动

长江是我国重要的生态宝库。乌江是长江上游右岸支流,是长江生态修复的重点区域。在乌江梯级电站的开发建设时期,乌江公司注重生态环保,并使流域水电开发成为典范。在流域上建设的两座大型珍稀鱼类增殖放流站,已连续10年开展放流活动,放流鱼苗近600万尾。为保护流域水生生物多样性做出了积极贡献。

乌江公司制订了“2018-2020污染防治攻坚战实施方案”,对“蓝天保卫战”“碧水保卫战”“净土保卫战”等专项行动均提出阶段目标,这是对华电集团公司发展目标的进一步落实,更是对贵州生态文明建设的积极响应。加快乌江生态流量新要求的实施步伐,体现了乌江公司的政治觉悟和责任担当。

2018年,乌江公司成立以主要领导为组长的生态环境保护领导小组,负责研究制定乌江公司生态保护及污染防治的总体战略规划、计划,确定工作方向及原则;综合协调水能利用和生态要求,完善水电站的生态调度和流域监测管理,确保下泄流量满足生态管理要求成为最初阶段重点工作之一,并明确加快开展通过发电方式保障生态流量的研究工作。

目前,该公司已形成相关职能部门负责协调和管理、乌江梯级集控中心负责生态流量的运行调度和电网的协调、电厂负责设备的可靠性管理的三级联动机制,有效推动了重点工作的落实。

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乌江索风营电站泄洪场景

迎难而上

乌江梯级生态调度的重点和难点在于确保龙头洪家渡电站下游河段不脱水、乌江渡34号泉眼淹没风险、东风电站需要索风营电站高水位运行三个方面。

承担具体任务的乌江梯级集控中心,为解决洪家渡电站的最小下泄流量的问题,加强与电网调度的沟通交流,共同研究电力调度措施,明确非汛期克服电网调峰压力安排低谷负荷,通过发电确保生态流量,汛期改变以往的全停蓄水的运行方式,由一台水轮发电机组带60兆瓦负荷一条线运行。

东风电站与索风营电站的生态流量调度,是最具风险的工作。由于用电低谷期电网负荷空间不足,夜间东风不能开机发电保障实时最小下泄流量,需要抬升下游索风营水位至834.7米夜间才能停机。因低谷期无负荷空间,调度员需密切关注水位变化,并于每天早上6点及时协调和确保索风营机组开机发电。而汛期则要冒着索风营高水位运行的风险,将机组全停水位控制在834.7米以上实现东风日均流量达要求,这种冒着洪水漫坝事故风险考验的调度,着实给集控中心调度人员带来不小的心理压力。

除生态流量调度外,乌江梯级集控中心还主动配合乌江渡电站下游34号泉眼风险管控。这个无声的泉眼位于乌江渡发电厂厂区内,2009年,流出总磷、氟化物重度超标,从而污染泉水。20101月,责任企业投资建设污染治理设备,因地处乌江渡电站下游,当构皮滩水位超过626米时,相关设施将被淹没。乌江梯级集控中心通过与电网调度机构就乌江渡、构皮滩电站运行方式等进行沟通,达成构皮滩汛前加大消落水位、乌江渡汛期水位控制在740745米的共识,并明确乌江渡需泄洪时提前小开度预泄,遇大洪水可能淹没34号泉眼时,提前通知贵州省环保部门等具体工作要求。

多年来,乌江公司为确保该泉眼主汛期不被淹没,为此做出了极大的牺牲。仅2018年构皮滩汛前最低降至592.34米,比2017年低4米,汛期耗水率同比增加0.27立方米每千瓦时,损失电量3.2亿千瓦时。虽损失不小,但从流域环保的角度来说,乌江公司充分履行了企业的社会责任。

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乌江梯级装机300万千瓦的构皮滩水电站

守住底线

乌江公司积极探索,借助多方资源,科学推进流域生态流量工作的研究,并形成了安全、经济的常态化生态调度机制。

2016年721日,乌江公司组织召开了洪家渡电站保障最小下泄流量可行性方案研讨会。对提出的“利用机组开机带小负荷(或空转)方式满足最小下泄流量要求”“利用已有水库及水工建筑物改建或增设保障最小下泄流量生态小机组”“利用下游断流河段修建贯流式低水头机组”“在下游断流河段修建滚水坝”和“修建翻坝抽水系统”等多种初步方案进行讨论。

经科研及电站原设计单位进行研究论证,认为从可行性和经济性方面,采取避开机组振动区的低负荷运行方式最优。在此区间,乌江公司就洪家渡发电厂3台200兆瓦水轮发电机组,多次组织开展了机组振动区研究与试验,经多次与贵州电力调度沟通协商后,最后确定选定最小出力为60兆瓦,既避开了机组的振动区又能保障洪家渡最小下泄流量。

对于东风、索风营、乌江渡三个水电站的最小下泄流量的研究,通过多次的现场查勘调研,进一步优化了3个电站的生态调度方式,研究形成《乌江梯级索风营、乌江渡水电站最小下泄流量论证研究》科研项目成果,已拟在2019年汛前上报长江委。

在新增生态流量要求下,乌江公司切实守好发展和生态两条底线,在及时落实生态环保要求,全力确保乌江流域生态流量的同时,通过积极开展研究,形成了既经济又可行的流域生态流量科学调度举措,对推进流域生态保护,维护河流健康生命,建设多彩贵州美丽乌江具有重要的示范意义。