刘 军

(吉林省吉能电力集团有限公司两江水力发电公司，吉林 安图 133600)

决策思考

中小型水电站发展思路

刘 军

(吉林省吉能电力集团有限公司两江水力发电公司，吉林 安图 133600)

随着“厂网分开，竞价上网”运营机制的实施，电力工业快速发展，输变电技术不断发展变化。电能结构不断进行调整，各种新技术的应用日益广泛，如何加强电力调度与管理，中小型水电站的发展建设，水库的优化调度，已成为相关部门所关注的话题。

优化调度；集控；梯级电站；智能化；发展思路

0 前 言

安图县拥有得天独厚的水力资源，拥有大小河流88条，河流总长1 800 多 km。全县河流年经流总量达到40 多 亿 m3。水能理论蕴藏量28.6 万 kW。全县共有水电站23座，年发电量可达7 亿 kW·h。

随着市场经济的迅猛发展“厂网分开，竞价上网”运营机制的实施，中小型水电站的发展面临挑战。

传统的运营手段和管理模式已无法满足现代化科技发展的需求。中小型水电站一种全新的发展理念应运而生。大刀阔斧，探求改革发展之路，才能适者生存。

电力工业快速发展，电力需求的日益增长。输变电技术不断发展变化，电能结构不断进行调整，各种新技术的应用日益广泛。

因此，对如何加强电力调度与管理，中小型水电站的发展建设，水库的优化调度，已成为我们所关注的话题。

基于安图县中小型水电站的管理经营、电网运行，水库管理调度存在的现状，笔作者以安图县两江电站的管理模式和运行经验，从以下几方面分别予以阐述。

1 水库的区域调度

水库调度工作是根据水库承担的水利任务，依据编制的调度运行方案，运用水库的调节性能，在保证水工建筑安全的前提下，有计划地对水库的天然径流进行蓄泄，达到除害兴利[1]。综合利用水资源，最大限度地满足国民经济各部门的需求。

根据流域特征，结合同一河流上梯级水库间有水量联系的调节，位于不同河流上但在同一电力系统的水电站群的径流电力补偿调节，建立完善智能化覆盖全流域的水情自动预测系统。建立水库库容和放水约束的线性规划模型，利用近期、中期预报的水情信息来调整水库调度。

传统单一，各自为政的水库调度方式存在很大局限性，单从一个水库出发来研究水库的优化调度，不可能实现梯级电站水库群的调度最优，应将整个水库群有机联系起来，作为一个整体来考虑，求出水库的优化调度方案。目前常用的优化技术有线性规划、非线性规划和动态规划[2-3]。

近年来，水电站水库的洪水调度显得尤为重要，水文现象是多变的、不重复的。掌握流域河川径流汇流情况，洪水特性，以及泄流下游河道允许通过的流量。

通过经济、技术比较来确定水库的安全泄量的大小。以实现电站水库群联合运用的防洪作用。建立水情自动测报系统，应用短期、中期预报，既考虑了当前的水库水位情况，又考虑了来水径流情况，把安全和经济有效地结合起来[4]。

编制科学合理的水库调度图，以及水库的运行调度方案和年度计划，根据短期和中期的水情预报，灵活执行，针对性调整和实施，力求达到水电站水库的最优运行。

建于安图县二道镇境内的光明电站，由四、五道白河引水至三道白河，下游三道白河上建有三〇一、三〇二、三〇三电站，汇入第二松花江，依次流入两江电站、四湖沟电站，形成第二松花江梯级电站群。2010年07月28日，安图县境内遭遇特大洪水，富尔河流域洪水水量猛增，在二道松花江与富尔河汇合口处，河道已满足不了流域内洪水的泄流，造成河道内河床水位雍高。此时两江电站开闸泄洪后，两江村被洪水淹没。

所以，建立流域内水库的区域调度机制，通过科学调度，水库群的补偿调节，就可能有效地削减洪峰，安全度汛，避免洪水的侵袭。

2 设备的智能化更新改造

目前全县共有水电站23座，其中小水电站21座，水轮发电机组的设备性能差技术落后，经济效益不高。

主要存在以下5方面原因：

1)设备陈旧。由于当时制造工艺和条件限制，运行后期维护不利，资金投入不足。整个机组存在很多缺陷和故障隐患。

2)电站机组、辅助设备已经超期服役，电气绝缘老化。自动化保护、控制元件很多成为淘汰的产品。

3)机组选型不合理。机组的性能参数与实际运行参数不符，机组长期处于非最优工况下运行，效率低、噪音、震动大。

4)特殊年代的产物。在特定时期，很多电站是边设计边施工，水文资料缺乏，设备选型存在拼凑现象，加上技术条件的限制，整个电站存在很多安全隐患。电站建成后许多参数设计上与实际存在很大偏差[5-6]。

5)技术落后，自动化程度低，运行管理模式和方法落后。运行操作、监控、记录等都由人工来完成。在机组出现异常或者运行状态变化，以及运行参数超过限制时不能马上报警。历史数据不能存储和追踪，对故障和事故原因的查找分析无据可查。运行可靠性和安全性比较差。

随着科学技术的发展，设备的性能指标、制造、材料、工艺，以及自动化程度都有很大发展。现代化的水电站拥有计算机监控系统，实现现地和远程控制，实时监测。配有技术先进的LCU屏(包括机组保护装置，PLC监控单元、保护装置、工控机)、主变保护屏、线路保护屏、微机励磁系统、微机调速器等。实现微机自动化保护，实现电站的优化运行，提高了电站的安全保障系数[7-9]。

两江电站预计在2～3 a内实现在安图集控中心远程计算机监控，工业电视全面监控，实现无人值班，少人值守的运行维护管理模式。

3 电能的跨区域输送及智能化

安图县地方电力网采用66 kV电压等级电力系统，安全性、可靠性偏低。雷雨季节事故频发。由于区域内负荷限制，在汛期丰水季节，各小水电站争相满出力运行，造成区域内电力网系统电压升高达到73 kV,额定电压的10.6%。电能质量差，存在很大的安全隐患。

实现跨区域送电，解决了水火电站的电力补偿，弥补部分地区电力紧张，也可缓解本地区电力过剩供过于求的局面。在区域内出现事故的情况下，跨区域反送电，又可保障电力用户的电力供应[10]。

水电站是经济环保的电能资源。通过水火电站的电力补偿，实现节能减排电力资源的合理利用。能源生产和消费区域的差异，能源资源和经济地理格局不相适应，电能的跨区域输送，从经济社会层面具有重要广泛意义[11]。

将地区66 kV电网进一步优化网络结构，依托220 kV电网，形成单回环网、双回辐射、链式结构逐步提高供电可靠性。

电网智能化是将现代化先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网(特高压电网为骨干网架，各电压等级电网协调发展的坚强电网)高度集成而形成的新型电网。他已充分满足用户对电力的需求和优化资源配置，确保电力供应和安全性、可靠性和经济性。满足环保约束，保证电能质量适应电力市场化发展等为目的。

4 运维一体化

电站体制改革，使得小水电站人员密集变成人员短缺。特别是高素质、高技能的电站检修维护专业人才。

随着国家电网公司“三集五大”体系建设的不断深入，在不影响电力安全，总结经验，完善制度的前提下，实现运维一体化。

两江电站运维一体化实行已近一年。实践证明，在标准化管理制度下，通过加大员工培训和交流学习，推进运维一体化建设是电力发展的根本保障。运维一体化使得以往专业分工负责制生产模式，变成了一专多能，团结协作，协调互补。既精通本专业知识又能熟练掌握其他专业技能的配合性工作的安全管控模式。

实现由同一部分员工，承担传统的电站运行维护操作和设备检修的双重职责。新形势下各级电网的规模指数级的扩大与人力资源匮乏的矛盾下，运维一体化是有效解决这一矛盾的有效手段[12]。

5 电站的集中控制

在整个流域内，各中小型水电站形成梯级分布的水电站群。实现流域内梯级电站的集中控制，各水电站间机组的优化调度，电量分析、测算。调度自动化，机组控制远程化、集中化。做到统一规划，统一协调，统一管理。电站的集中控制与水库的区域调度相辅相成。电站的集中控制，国内外已有了很多先列。对最大限度的满足发电效益，防汛抗洪具有十分重要意义。在目前新的电网运行形势下，要提高流域内梯级电站在电网运行中的竞争力，就必须考虑电站的集中控制。实现流域梯级电站的统一调度和集中控制，实现水力发电效益最大化。

6 结 语

改变传统的生产管理营运模式，水轮发电机组设备不断更新改造，新设备、新技术的不断引进和运用，是电力市场经济发展的需要。安全、经济、稳定运行才能使水电站乃至整个流域内梯级电站群发挥最大的潜能，创造最大的经济效益。研究和探索刚刚起步，需要我们通过实践不断优化完善，持续改进。

[1]黄商,施柔刚.中小型水电站投资风险防范初探[J].中国农村水利水电,2011(09):139-141.

[2]徐锦才.中小水电设备的发展现状与存在的问题[J].中国农村水利水电,2004(01):88-89.

[3]余金华,杨聪.中小型水电站建设管理中存在的问题浅析[J].云南水力发电,2007(02):132-134.

[4]李振富,王仁超,刘明月.中小型水电站权益资本构成决策分析[J].中国农村水利水电,2004(01);77-79.

[5]我国水利社会化服务体系建设概况[J].中国农机化,1994(04):22.

[6]陈忠良,吴娜.中小型水电站运行管理浅析[J].河北水利,2010(08):24.

[7]为了水电的春天更美丽[J].四川水力发电,2005(03):3.

[8]学习永靖县人民的光輝榜样爭取中小型水电站遍地开花[J].水力发电,1958(16):5-6.

[9]严俊.基于投资效益的中小型水电站评估[J].小水电,2011(01):20,23.

[10]罗荣斌.农村水电建設在不断跃進[J].水力发电,1958(09):50-51.

[11]黄商,施柔刚.中小型水电站投资风险防范初探[J].中国农村水利水电,2011(09):139-141.

[12]范贵华,向东,侯若冰.中小水电站运行管理模式比较与选择[J].水力发电,2005(06):62-64.

ThinkingofDevelopmentforSmallandMediumHydropowerStation

LIU Jun

(Liangjiang Hydropower Generating Company of Jilin Province Jineng Power Group，Antu 133600，China)

With the“separation of plant and network，the implementation of bidding”operation mechanism，the rapid development of power industry took place；power transmission technology is in constant development and change.Power structure is constantly adjusting，the application of various new technologies are increasingly widespread.How to strengthen the power dispatch and management，the development and construction of small hydropower station，optimization operation of reservoir，have become a topic of concern of relevant departments.

optimal scheduling；integrated control；cascade hydropower station；intelligent；development ideas

1007-7596(2014)12-0238-03

2014-06-20

刘军(1963-)，男，辽宁盖县人，工程师。

TV737

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