山西农村水电增效扩容改造项目回顾

2015-04-05牛晓东山西省水利水电勘测设计研究院山西太原030024

水电站机电技术 2015年3期

关键词：改造水电农村

牛晓东（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

山西农村水电增效扩容改造项目回顾

牛晓东
（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

摘要：结合农村水电增效扩容改造的实例，从几个方面分析了电站改造的良好效果，进一步说明了增效扩容改造项目的必要性。针对改造工程的设计和施工中出现的一些问题谈了一点看法，提出了对该类项目的一些心得体会和建议。

关键词：水电；增效扩容；农村；改造

1　前言

农村水电增效扩容改造，是以提高机组综合能效和安全性能，增加水电站发电能力等为目的，在不增加原有机组台数的基础上对老旧农村水电站机电设备和配套设施进行的更新改造，是财政部、水利部贯彻十八大精神的一项重要举措。

许多农村小型水电站借着这个契机，提升了发电能力，提高了综合效率，在实现电站现代化管理的道路上迈出了重要一步。山西30余座农村水电站就是该项目的切实受益者。

2　电站改造情况及效果分析

当前，山西省纳入农村水电增效扩容改造的30余座农村水电站已经陆续实施改造，部分已经完成并初见效益。现在，从工程设计的角度，结合典型水电站改造实例，对农村水电增效扩容改造项目的改造情况进行回顾，并对改造效果进行初步分析。

山西省关河水电站1960年建设完成，装机容量为3×700kW，并网电压35kV。原水轮机及发电机设备为苏联厂家制造，设备投运距今已50多年，性能明显降低、效率低下，属于已经淘汰的产品。机电设备的零部件大多已没有厂家在生产，很难采购到合适的零部件。由于电能质量差，不能满足接入的电力系统对电能质量的要求，并且，发电效率低，向电力系统上送电量太小，起不到水电站应有的调节作用。也就是说，电力系统不愿意接收这个只会造成电网谐波的小电源。

目前，增效扩容改造工作已经完成，改造后装机容量为3×800kW，电站机电设备和升压站电气设备全部更新，经验收后，已经并网发电，当月发电量近100万kW·h。预计增效扩容改造后，年平均发电量为495万kW·h，比电站原运行期内年平均发电量267.6万kW·h提高85%。

山西省定襄县戎家庄水电站1979年开始建设，完成时装机容量为4×1250kW。该电站作为定襄县农村水电直供电片区电网的骨干电站，担负着一个镇8个自然村的生产和生活供电任务。近年来，由于机组设备老化，效率下降，电能质量下降，不能产生最佳的经济效益和社会效益，最近几年年平均发电量仅为820万kW·h。电站的发电量在大幅度减少，而随着新农村建设的步伐加快，片区用电量却在逐年增长，年增长率大于10%。另外，水电直供电片区电网的线路老化，架设不规范，配电设备落后，损耗高。在供需关系不平衡的条件下，向国电网外购电量不断增加，小水电质优价廉的优势得不到体现。总之，水电站和直供电片区电网已不能满足日益增长的供电负荷及供电质量的要求。

在戎家庄水电站增效扩容改造后，通过更新设备，提高效率，年发电量将达到1295万kW·h。结合水电直供电片区电网改造项目，改造电网，降低损耗，使水电直供区农民得到优质且价格合理的电能，使水电供电企业获得更好的效益。

增效扩容改造实例的直接效果就是提高了机组效率，增加了发电量，为发电企业带来了直接的实质性的效益。另外，增效扩容改造的良好效果还体现在其他一些方面。

（1）设备更新改造后，电站的运行、维护工作量大幅减少。电站职工摆脱了长时间机旁值守的工作状态，摆脱了机组随时都可能故障停机的心理环境，摆脱了长期噪声污染对身心的伤害，工作环境得到改善，工作强度得到减轻。减少了发电企业的运行和维护成本，间接提高了企业的效益。

（2）电站职工的业务水平得到了提升，自身素质得到了提高。电站改造后，建立了电站综合自动化监控系统，改变了以往常规监控、保护的运行方式，对运行人员、维护人员和管理人员的自身业务水平提出了更高的要求。电站管理机构通过组织人员在项目进行中积极跟进，加强学习，积极参加设备厂家的业务培训，与建设安装调试单位实现无缝对接，顺利接手了自动化程度相对较高的电站。

（3）作为整个电力系统的重要环节，具有相当高度自动化水平的现代化水电站，将为国家电网提倡的智能电网的建设提供重要支撑。增效扩容改造工程实现了电站综合自动化系统改造，该系统由监控系统、微机保护、计量、通讯等几个部分组成，实现了集信息采集、传输、优化调度与自动监控于一体的现代化电站管理功能，为电站优质安全运行提供重要保证。

（4）对推进节能减排、建设生态文明、改善人民生活条件具有十分重要的意义。增效扩容改造后，极大地利用现有水力资源，增加绿色可再生电能供应，有效减少煤的消耗和二氧化碳的排放；消除了工程安全隐患，保障公共安全，让项目区群众得到更多了实惠。

3　几个需要探讨的问题

经过在许多工程的实践，农村水电增效扩容改造项目的效果是非常明显的，对当地经济的积极影响和对发电企业及职工带来直接利益的事实也是毋庸置疑的。现提出在各电站的改造实施过程中，一些改造工程特有的问题，以供商榷。

（1）由于电站建设年代较早，电站与电力系统的通讯方式大多是载波通讯、微波通讯、或者根本没有。结合增效扩容改造项目，各电站接入电力系统的系统变电站所属供电部门对电站通讯方式提出了新的要求，大多要求建立光纤通讯方式，实现远动功能，并结合电站改造，配套改造接入系统的对侧变电站间隔、通讯设备等。相对装机容量较小的电站，该部分投资比重很大，甚至与电站机电设备总投资额相当。根据财政部、水利部的《农村水电增效扩容改造财政补助资金管理暂行办法》相关规定，中央财政、省级财政对增效扩容改造项目的资金补助是按改造后装机容量给予定额补助，因此，企业的自筹资金比重将相对较大，对于因长期效率低下、收益微薄的农村小水电企业来讲，配套该部分资金是相当困难的。

（2）由于电站建设年代较早，在那个物质极度匮乏的年代，受当时的设计水平、自动化程度、设备的制造水平、材料设备的供应条件等的局限，许多电站的建筑物空间相对狭小，导致机电设备的布置很紧凑。改造过程中发现，依据现在执行的许多机电专业的规范，一些农村小水电站的机电设备的安全距离、各种通道的最小宽度等不能满足规范要求。改造设计必须迁就主、副厂房建筑物现状，原则上不对厂房建筑物进行大规模改造，因此，厂房内设备的总体布置，既要满足水电站生产的功能要求，又要符合现代控制的要求，更要满足现行规程规范的要求，特殊情况下，对水电站的建筑物进行局部改造是必需的。即使这样，改造后水电站的总体设备布置也很难与新建水电站相媲美。

（3）许多水电站并不是单纯的将所发电能全部送入系统，还担负着为近区负荷供电的要求，担负着为水电直供电片区供电的要求。显然，这部分机电设备的改造不属于农村水电增效扩容改造项目范围。还有的电站，在后期曾扩容过，而扩容部分是近几年才完成的，不满足中央补助资金支持的增效扩容改造项目关于“1995年及以前投运，单站装机容量5万kW及以下的农村水电站”的要求。但是，水电站的综合自动化系统是一个有机的整体，在对水电站的部分机组和公用设备进行自动化改造后，为近区负荷配电的部分设备，或者部分近期新增机组没有进行改造，不能被完整纳入改造后的电站自动化系统，那么电站的自动化系统也是不完整的，要实现无人值班、少人值守也是较难实现的。

4　体会与建议

增效扩容改造工程的各个电站建设于不同年代，风格不同，设备选择不同，自动化程度也相差很多。无论从设计角度还是施工角度来看，改造一座旧电站比新建一座电站都要复杂的多。从多个电站的改造设计中获得了一些体会，以期在今后类似的工程中能有所帮助。

（1）结合电站现状特点，具体案例具体设计。电站各不相同，不能套用通用设计，尤其是机组改造方案，应充分考虑原机型和布置形式，尽可能利用原机组埋入部件和厂房建筑，节省改造成本。这一点也是《增效扩容改造项目指导意见》的要求。设计人员与设备厂家技术人员应充分掌握现场信息，对一些技术图纸缺失的老电站，应当采取实地测量，查勘的方式，取得准确的数据，预判改造中可能出现的技术问题，从而能有针对性地进行设计。

（2）项目的概算应充分考虑到水电站内部通信、对外通信及系统通信的投资，尤其是对外通信部分，应结合电力系统对通信部分的要求，避免该部分预算投资与实际投资偏差太大。各电站与电力系统的通信设备相差甚远，希望各级财政的资金补助也适当兼顾到不同年代建设的电站差异，对通信设备严重落后的老旧电站加大资金补助。

（3）期待电站改造的规划能实现点（电站）的模式到面（片区）的模式的转变。单一的电站改造后，效果显著，但与其相关的电站近区负荷配电部分、水电直供电片区电网部分、电站后期新增的未纳入增效扩容项目的机组等因素也是影响电站综合效益的部分，这部分设备的改造需求也是非常迫切的，只有整个面的综合效益提升了，才能彻底消除电网损耗的瓶颈，真正建立可靠、高效、洁净的农村水电网。