引言
隨著能源格局的調整，清潔能源將逐步取代傳統一次性化石能源(石油、煤炭等)。而在清潔能源的序列中，水電以其裝機容量大、排程靈活、技術成熟、成本經濟等諸多優點而“出類拔萃”，是今後相當長一段時期內必須倚重的能源形式。但根據大量資料統計，許多電站的水電機組執行並非處於經濟狀態下，是大有潛力可挖的。文章將從多個角度探討提升水電站經濟執行水平的措施，以期實現“多發電、發好電”的目標。
1 提升經濟執行的措施概述
水電站是一個龐大體系，包括水工建築物、廠房、發電機組、輸變電配套設施等，提升水電站的經濟執行需要統籌兼顧、綜合考慮。作者結合多年執行經驗認為：首先要做好精益管理，即從頂層設計的角度謀篇佈局，理順各種關係，使各類措施有法可依;其次，就是具體分析不同水庫的挖潛點，有針對性地去取得突破;最後，要做好經濟執行分析，總結所採取措施的合理性，並隨著時間的推移做好調整工作。下面，將就這幾個方面進行詳細論述。
2 精益管理層面
作為頂層設計，就是要從巨集觀的角度保證水電站機組經濟執行所應具備的條件。大致來說，有以下幾點：(1)落實水電站裝置運維、改造、消缺等各節點的制度制定，並從人、財、物等方面予以保證，這是實現經濟執行的基礎條件。(2)制定年度目標，使經濟執行的執行有明確方向。(3)儘可能將高技術裝置吸納進水電站執行層面(因水電機組優化是一個多目標多維數問題，依靠人工較難實現)，如全數字智慧排程系統。(4)做好員工的教育培訓，使其掌握經濟執行的相關理論和知識。(5)明確安全生產、經濟執行等責任制，層層下達，使實現經濟執行具有組織保障。
3 具體技術層面
3.1 科學排程水庫
水電站的執行動力是水流。要保證水電站高效執行，就必須科學排程水庫(特別對我們這種總體缺水的國家)。但水庫排程牽涉面廣，既有水電站自身因素，也牽涉到流域水管部門。水庫排程的核心是要將有限的水資源利用好，為此應做好以下工作：(1)建立覆蓋流域相關區域的中短期天氣預報系統、水調和洪水自動化排程系統以及水情自動測報系統，並培養責任心強、業務能力優的人員對以上系統進行人工校正。(2)加強與電力排程部門的聯動，避免低負荷時出現機組空轉、浪費水力;加強與防汛抗旱部門的`溝通，靈活快速調整機組負荷曲線，充分利用現有水量。(3)重視基礎資料的統計和分析，整理出機組水頭與綜合出力的關係曲線、水路出庫力量與綜合出力的關係曲線等，為優化水庫排程提供輔助決策。(4)針對各種特殊情況(如春季農忙、夏季汛期)，制定完備的排程預案和控制水庫水位的規章，實現水庫排程管理的制度化、合理化。
3.2 充分挖掘水庫潛力
眾所周知，當負荷需求較大時，提升發電機組經濟執行的一大措施是提高發電水頭。文章“3.1”主要從流域整體調控、水電站內外部統籌的角度論述如何保證水庫的必要水量，而沒有分析在水庫已經成型以及外部條件變化不大時，如何挖掘水庫潛力。作者認為，可以在以下兩方面嘗試提高發電水頭：
(1)在設計標準內，通過對弧形閘門加設防浪板等措施適當提高水庫執行水位。當然，為確保攔水壩安全，在汛期必須視情況謹慎該項操作。(2)降低尾水位。很多水電站在建設中存在著溢流壩段上、下游施工圍堰拆除不徹底以及尾水渠開挖等問題，長時間執行後尾水渠內不可避免會淤積大量土石泥沙，在一定程度上影響尾水位，並最終降低發電水頭。因此，應定期對尾水渠實施清淤。以青海某電站為例：自2012 年首次實行尾水渠清淤，當年即實現發電量增加2530.7 萬kW·h，同比提高20%。
3.3 優化機組執行
水電站的機組往往是兩臺以上並列執行，共同承擔著電力系統的給定負荷。顯然，隨著機組數目的增加，機組執行工況組合數也是直線上升。水電站機組經濟執行所要解決的主要問題就是在給定負荷下，選擇何種機組執行組合以及如何在選定機組間進行負荷分配，以使水電站在一個執行週期內產生最大的經濟效益。這是一個非線性、高維數且動態規劃的問題，需要考慮機組開、停機轉換，空載損耗，附加損耗等一系列因素。
根據以往經驗，求解以上優化問題的方法主要有：逐步優化法、按比例分攤法、動態規劃法、等微增率法等。其中，比例分攤法簡單地將負荷按比例分攤，忽視機組自身效能，已很少被採用;等微增率法和動態規劃法迭代次數多，易發生維數災;逐步優化法的收斂速度也受限於機組數目。
文章的思路是：(1)應以有限水資源利用為龍頭，以執行水頭H和機組效率η 為抓手，設定機組調節目標為給定負荷下“通過各機組的總流量最小”。(2)應重點追求一個時期內(如一週)加權平均後的水頭最高、效率最優。(3)做好對機組執行區域的劃分工作(安全執行區、過渡執行區和禁止執行區)，並以綠色、黃色和紅色相區分。應儘量避免在過渡執行區，不可在禁止執行區執行。
機組運維人員應熟悉每一臺發電機的執行高效區。對於建立有自動化監控系統的水電站，值班人員應加強實時效率比對和監盤，及時調整執行出力，使水輪機始終執行在高效區。對於調節容庫的引水式一洞多機電站，在非汛期應注意避免全部開機，以減少沿程水頭損失。對於反調節水庫電站，則應做好機組高水頭執行保持。
3.4 其他措施
提升水電站執行經濟性的另外一個要點是減少損失水量。這主要指那些建在地質條件不佳、有可能存在滲漏的水電站。對於這些電站，應在閘門等處配置線上監測裝置，及時消除滲漏缺陷。
4 經濟比對方法
在實施經濟執行措施後，應及時進行資料比對，以確認所採取措施的有效性。就目前技術來看，可將相關措施實施前後的水庫和機組資料進行採集，然後採用公式法和耗水率曲線法來評判經濟效益的大小。下面簡要介紹這兩種方法。
(1)公式法，見式(1)所示。其中，△E 為電能增量，K 為出力系統，根據實際執行資料反算;Q 為平均發電流量，△H 為水頭增量，T為時間。
△E=KQ(△H)T (1)
(2)耗水率曲線法。即根據水頭—耗水率關係曲線，查出措施實施前後的發電耗水率，求二者之差即為措施所帶來的每度電節約水量。然後依照實際發電量而得到的節約水量，再除以實際發電耗水率，即能獲得措施所帶來的電量增加。
5 結束語
與火力發電廠不同，水電站因其自然屬性不一(主要指機組容量級差大、電站型別各式各樣)、與外界聯絡密切等因素，其經濟執行工作較為複雜。在實際執行中，我們應緊緊抓住流量、水頭、機組效率這三個控制要素，從各個可能的角度去查詢問題、挖掘潛力，全面提升水電站經濟執行水平。同時，國家也應儘快出臺相關辦法，鼓勵水電站展開這方面的探索。我國資源緊缺，水量也不充沛，做好水電站經濟執行是十分有意義的。