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張誠:三峽工程的電力生產管理
2009/4/20 17:08:28 新聞來源:188BETApp

  1 概況

  三峽工程是治理和開發長江的關鍵性骨幹工程,具有防洪、發電、通航等巨大綜合效益。三峽電站是當今世界上裝機容量最大的電站,共安裝32台單機容量為700MW(其中左岸電站14台、右岸電站12台、地下電站6台)和2台單機容量為50MW(電源電站)的水輪發電機組,總裝機容量22500MW,年均發電量約900億千瓦時。三峽電站主要向華中、華東和南方電網供電,覆蓋八省二市,輸電通道連接中國四大區域電網,形成了以三峽電站為核心樞紐,全國電網互聯的基本格局,優化了區域電網之間的資源配置。
2003年以來,長江電力順利接管了26台三峽機組,三峽電站運行穩定,主要運行指標達到國際先進水平。截至2008年11月30日,三峽電站累計發電量達2830億千瓦時,三峽工程的巨大綜合效益得以充分發揮,為華東、華中、華南和川渝等地區提供了的優質、清潔的可再生能源,為國民經濟發展作出了重要貢獻。

  2 三峽工程的電力生產調度

  為充分發揮三峽-葛洲壩梯級樞紐的整體綜合效益,滿足多方麵對三峽水庫運行的需求,長江電力實施了梯級水利樞紐綜合調度運行體製,主要包含以下內容:

  2.1以整體效益最大化為目標
長江電力始終把追求樞紐整體效益最大化作為目標,堅持正確處理好三峽水庫綜合利用的關係,統籌兼顧防洪、通航、生態和發電效益。一是把樞紐防洪放在首位,嚴格執行國家批準的水庫調度規程和防洪指令,確保樞紐防洪達到最優效果。二是全力確保航道通暢,充分發揮生態效益,為緩解長江枯水期下遊地區緊張的生產、生活、通航用水需求,三峽水庫在2006年和2007年冬季啟動生態調度機製,削減庫存水量,對下遊均衡補水,起到了調節水量、平衡生態的功效,緩解了長江中下遊航運和灌溉的困難。三是化害為利,在保障防洪、通航安全的前提下,大力推行精益生產,用好每一方水,發好每一度電,為社會提供盡可能多的清潔能源。充分利用梯調中心水文、氣象預報技術優勢,不斷優化調度,提高水能利用率,適當提前降低三峽樞紐控製水位、增加調節庫容,適時攔蓄流域小洪水及洪水尾梢,增加梯級電站發電量。同時在汛期水庫控製水位的允許波動範圍內,重複利用有效庫容增加發電。據統計,2003年至2008年11月,三峽、葛洲壩梯級電站節水增發電量約130億千瓦時,平均水能利用提高率達到5.1%。

  2.2 實施梯級樞紐水電聯合調度

  三峽-葛洲壩梯級水利樞紐實施水電聯合調度具有以下特點:
健全製度,明確責任:為保障梯級水電聯合調度的有效實施,政府主管部門、運行與調度管理單位在大量課題研究基礎上,編製了《三峽梯級調度規程》、三峽防洪應急調度預案、調度聯係製度、運行方式管理製度、設備檢修管理製度等多項製度,建立了科學規範的規程體係,明確了防汛、電力、航運、通信、水文和氣象等部門和單位各方在調度關係中的責權。通過溝通協調,充分理順了調度關係,為聯合調度提供了組織保障。

  機構統一、同台值班:三峽樞紐和葛洲壩樞紐設置一個調度機構-梯調中心,負責對內外部一切調度指令的傳遞和下達。同時,實行水庫調度和發電調度的同台值班方式,減少溝通環節,提高實時調度的應急響應效率。

  水電互動,優化方案:在實時調度過程中,先根據未來水情預測及水庫綜合運用方式,初步確定梯級電站發電負荷及機組的運行方式,之後再結合電網負荷需求及電站機組情況,由調度決策係統依據當時的防洪、航運等限製條件,確定最優的水庫、發電調度方案。

  平台創新,技術保障:長江電力已在長江幹流湖北宜昌-四川屏山區間布設了417個水雨情自動遙測站,建立了覆蓋三峽上遊42.5萬平方公裏流域麵積的水庫水情自動測報係統,還研發了三峽水調自動化係統和三峽梯調計算機監控係統,建立了先進的調度技術平台,為聯合調度的實施提供了技術保障。

  2.3 保障電網安全和電能質量

  三峽電站對電網的安全穩定運行影響極大,長江電力遵循顧客至上的理念,竭力滿足電網需求。一是不斷增強精確預報和優化調度能力,提高購售電合同和並網協議履約水平,減少超合約電量,同時與電網公司建立定期會商機製,主動了解和滿足電網企業的需求。二是不斷探索和優化三峽-葛洲壩梯級電站調峰方式,積極為電網提供優質電能和輔助服務,全部發電機組都具備了電網一次調頻功能,自動發電和電壓控製裝置(AGC、AVC)投入率超過電網調度部門的要求。三是在不斷提高電站自身安全水平的同時,投入大量資源與國內科研機構聯合攻關,研製出了具有抑製低頻振蕩及防無功反調的雙重功效的三峽電站PSS係統穩定裝置,做到了與機組同步調試、同步投入運行;三峽電站在電網運行安全受到嚴重威脅時,及時采取措施,幫助電網轉危為安。

  3 三峽電站的運行管理

  3.1構建先進的運行管理平台

  為提高運行管理效率和可靠性,三峽電站搭建了高度自動化和信息化的管理平台,主要由計算機監控係統(CSCS)、生產管理信息係統(ePMS)和設備狀態監測及趨勢分析係統(CMD)組成。

  3.1.1電站計算機監控係統(CSCS)

  電站計算機監控係統(Computer Supervision and Control System,簡稱CSCS)是三峽電站全麵實現生產過程自動化控製的核心,具有強大的數據采集和曆史數據庫功能,通過和ePMS、設備狀態監測及趨勢分析係統信息交換,實行資源共享,實現了水輪發電機組、泄水閘門遠程自動化操作,並具有自動發電控製(AGC)、自動電壓控製(AVC)等重要功能。

  3.1.2生產管理信息係統(ePMS)

  結合三峽電站的管理特點,建設了電力生產管理信息係統ePMS
(electric Production Management System),通過與實時計算機監控係統的互聯,涵蓋了電站生產業務的各個環節,實現了信息的高度集成化,形成了一個“以預算管理為龍頭、以財務管理為核心、以設備管理為目標、以工單為中心載體”的電力生產ERP係統。運行管理、設備維護管理、物資管理、財務與成本分析、人力資源管理、安全及可靠性管理、計劃合同管理、文檔管理各模塊緊密集成、相互關聯、數據高度共享和嚴格受控,優化了資源配置,提高了管理效率,降低了生產成本。

  3.1.3設備狀態監測及趨勢分析係統(CMD)

  三峽電站跟蹤狀態監測技術的發展,在廣泛調研的基礎上編製了《三峽電站主設備狀態監測係統規劃》,目前已逐步安裝了水輪發電機組、變壓器、GIS主設備的振動、擺度、氣隙、局放、氣體分析和SF6氣體泄漏等在線監測裝置,建立了機組電氣量與非電氣量的趨勢分析係統和發電機定子水冷狀態監測及故障診斷專家係統。為實時監測設備運行狀態,分析預測狀態發展趨勢,及早發現設備的異常和潛伏性故障,進行狀態診斷與維修決策奠定了基礎。

  3.2實施診斷運行策略

  三峽電站以狀態監測及趨勢分析係統(CMD)為核心,整合監控係統、PDA(個人信息助理)信息采集係統,計算機網絡等軟、硬件平台,形成了一條完整的設備運行信息鏈,建立了對設備特征信息進行數據采集、處理、分析的模型化、程序化的診斷分析技術平台。

  長江電力廣泛開展國際對標,根據三峽電站發電設備的技術參數,結合國內大型水電站運行管理經驗,製訂了符合三峽電站設備運行特點的診斷分析技術標準。

  三峽電站的診斷運行應用采取“五步分析法”:日分析:適時監督,發出紅色報警;周分析:填報診斷運行規定格式報表,進行趨勢與統計分析;月分析:提交遺留缺陷清單,填報關鍵參數月統計表,
專項定期分析,提交建議報告;年度分析:編製樞紐運行與電網分析報告並反饋。

  通過診斷分析已多次發現機組設備隱蔽性缺陷和安全隱患,成功避免了故障或事故的發生,提高了設備運行可靠性,減少了不必要的停運檢修帶來的發電損失和維修成本。通過持續監測設備運行工況,開展診斷分析,迅速掌握了多類型700MW發電機組的運行特性,同時培育了一支運行經驗豐富、高素質的技術隊伍。

  4 三峽電站的維修管理

  在三峽電站診斷運行的基礎上,實施了以診斷和評估為基礎的精益維修策略PMDE(Preventive Maintenance based on Diagnosis and Evaluation),其指導思想是勤檢查、重診斷、多保養、少檢修。即根據主設備製造商技術規範、相關技術標準等擬定設備檢修周期和主要檢修項目,結合設備狀態檢測、和診斷與評估結果,完善檢修項目,合理調整檢修時間和工期安排,並對檢修過程實行項目管理,優化了資源的配置、保證了檢修質量、控製了設備維修的成本。

  4.1建立設備維修評估機製

  通過診斷運行分析進行評估,根據評估的結果采取不同的處理方式。包括:
日常評估:按設備缺陷或異常管理流程通過ePMS係統完成。發生設備缺陷或異常時,先由具有診斷運行能力的運行人員作出初步的檢查和判斷,並將缺陷或異常的現象及初步檢查和判斷的結果,傳遞至相關“設備醫師”進行“確診”,維修人員根據“設備醫師”的處置結果並按照緊急程度要求,在規定的時間內進行處理。

  集中性檢修(C、B、A級)評估:由技術專家和領導決策層構成的評估組完成,維修評估對不同的機組分別進行,評估基於設備的運行狀況、診斷結果、設備的重要性、設備發生故障後果與進行維修技術經濟比較、設備發生故障後果的影響程度等因素。評估的結果作為製定檢修計劃的依據。

  4.2 完善檢修計劃
三峽電站在事先擬定設備檢修周期和主要檢修項目的基礎上,依據設備狀態的診斷結果,合理調整檢修時間和工期安排,優化檢修項目,提高檢修質量,關注檢修效果。既避免了計劃檢修的過度檢修和檢修不及時的問題,又有效地解決了目前狀態檢修存在技術不成熟、缺乏政策依據的實施風險;既利用了計劃檢修便於風險控製的優點,又融合了狀態檢修提高質量、降低成本的長處。

  4.3實施項目管理

  在三峽電站檢修和技術改造項目中,通過建立項目責任製,設置項目經理,使安全、質量、進度、成本控製責任到人,在具體的設備檢修過程中,充分利用ePMS信息係統的檢修管理模塊,通過規範項目管理流程和管理製度來保證設備檢修的過程控製,形成檢修項目製定、計劃安排、過程實施、檢修項目評價和持續改進的閉環控製。

  4.4 三峽電站的主要可靠性指標

  從2003年首台機組投產至今,三峽電站機電設備總體運行平穩,可靠性指標達到行業先進水平。
2003年以來,三峽電站機組的可靠性指標如下表所示。

  三峽電站2003-2007年可靠性指標


  從上表可以看出,三峽電站機組等效可用係數在投產以來持續保持在較高的水平,機組的強迫停運率始終維持在較低水平,運行風險得到了有效控製,三峽電站的運行管理是富有成效的。

  5.三峽電站發電生產的安全與環保管理

  5.1安全生產管理

  在安全管理上,長江電力實踐“五項興安”,努力構築本質安全的三峽電站:

  以人興安:樹立“以人為本,安全第一”的安全發展觀,深入開展員工安全教育和安全技能培訓,增強全員責任心和安全意識,全麵提高員工安全技能水平。

  依法興安:全麵貫徹了OHSAS 18001職業健康安全管理體係,建立了覆蓋了電力生產全過程的安全管理製度體係;落實安全生產責任製,明確了各級電力生產人員的安全職責規範,確立了“以零違章確保零事故,以零質量缺陷確保零質量事故”的“雙零”安全管理目標。

  科技興安:針對三峽電站電力生產中的重點、難點問題,大力開展技術攻關和項目科研,加快推動科研成果的應用,從設備調試期開始持續進行設備改造,提高設備安全穩定性能。

  預防興安:廣泛開展危險源辨識與預控;建立起集應急工作管理體係、應急救援指揮機構、應急預案體係、應急救援保障體係和危險目標監測、預警與事故報告體係於一體的應急工作體係;定期開展應急預案培訓與演練,增強應急響應能力。

  文化興安:不斷完善安全文化體係建設,從三峽工程電力生產實踐中提煉形成了富有特色的安全文化。通過發布了《安全手冊》,開展安全文化宣貫與討論等多種途徑培育“習慣性遵章”的安全文化。

  5.2 重視環境保護

  充分發揮巨大綜合效益,體現三峽樞紐的生態環保本質:三峽電站年發電量約900億千瓦時,與燃煤發電類比,可替代消耗5000萬噸標準煤,減少排放二氧化碳1億噸、二氧化硫100萬噸、一氧化碳1萬噸、一氧化氮37萬噸。如果以中國2007年能源消費總量26.5億噸標準煤對比,單就發電一項,對我國溫室氣體減排貢獻率約為2%;科學運用三峽水庫的巨大庫容調蓄水資源,在豐水期為長江中下遊流域提供了可靠的防洪保障,在枯水期實施生態補水調節,有效緩解了長江中下遊生態用水壓力。

通過三峽工程推動了區域生態與環境保護:通過妥善安置移民,保證每位農村移民擁有一份不低於當地人均標準的耕地,切實避免了毀林開荒、陡坡種植,避免了新的水土流失,有效地保護了庫區的生態環境。投入大量資金用於三峽庫區及其上遊流域水汙染防治。目前,三峽庫區城鎮已建成58座汙水處理廠和41個垃圾處理場,同時關停破產了1500多家會造成汙染的工礦企業。

  三峽工程的運行管理始終將生態環保放在首位:三峽工程建立了國內唯一的跨地區、跨部門、跨學科、綜合性的生態與環境監測係統和先進的數字化地震監測網,製訂了三峽庫區破壞性地震應急預案;對泥沙進行全麵的觀察研究,通過“蓄清排渾”的水庫調度方式,解決了庫區泥沙問題;開展了“保護母親河”活動,製定五年活動規劃及年度工作目標,設立環境監督、監測崗位和“青年環保項目作業示範崗”,結合“世界水日”、“世界環境日”開展環保主題宣傳教育,每年組織壩區植樹造林活動,為加強長江流域珍稀物種的研究和保護,長江電力累計投入中華鱘研究所約4500萬元專項資金用於中華鱘的研究和保護,累計放流各種規格中華鱘約460萬尾;重視電力生產過程中的環境保護,全麵貫徹ISO 14000環境標準化管理體係,開展“綠色檢修”、“零排放”活動,努力經營綠色三峽電站,創建“環境友好型”企業。

  6.結語

  長江電力肩負運行管理三峽工程的曆史使命,堅持貫徹以人為本,全麵、協調、可持續的科學發展觀,不斷學習和借鑒國內外先進的管理方法,努力提升三峽電站的運行管理水平,為三峽工程的長期安全穩定運行和巨大綜合效益的充分發揮提供了可靠保障。

張誠簡介:

  張誠,男,1957年生,湖北孝感人,電力工程博士,經濟學學士,教授級高級工程師。1982年畢業於華中工學院,曆任葛洲壩電廠技術專責、車間主任、三峽開發總公司設備公司副總經理,三峽國際招標有限公司總經理,三峽水力發電廠首任廠長。參與並主持了三峽工程的設備招標、運營管理等係列工作。現任中國長江電力股份有限公司總經理,中國電力企業聯合會水電分會會長。

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