推动小水电智能化电站建设的意义及措施

摘要小水电存在装机容量小，地处偏僻，管理成本过高，设备陈旧老化严重，发电效率低下等诸多问题。为有效降低小水电站的管理成本，提高发电经济效益，保障设备的安全性和可靠性，本文从小水电目前的政策、技术、经济方面进行论述，分析小水电智能化建设的必要性和紧迫性，提出水电站建设的方案和措施。

关键词小水电;智能化;建设;措施

截至2014年，我国装机5万千瓦及以下的水电站四万多座、装机三千多万KW。我国小水电开发程度还很低，仅占可开发资源的28.6%，发电量也仅为全国总发电量的5.5%。《水电发展“十三五”规划》（2016-2020）提出：“要按照流域内干流开发优先、支流保护优先的原则，严格控制中小流域、中小水電开发，保留流域必要生境，维护流域生态健康。水能资源丰富、开发潜力大的西部地区重点开发资源集中、环境影响较小的大型河流、重点河段和重大水电基地，严格控制中小水电开发，支持离网缺电贫困地区小水电开发;开发程度较高的东、中部地区原则上不再开发中小水电。弃水严重的四川、云南两省，除水电扶贫工程外，“十三五”暂停小水电和无调节性能的中型水电开发。根据国家的相关政策及当下的环保压力，小水电已经很难再开发了。那么，充分改造和挖潜现有的小水电站资源就是目前来说最好的措施之一。

小水电站本身规模较小，多数是径流式电站，导致电量生产有限，生产成本偏高。电站人工成本过高，成本约占了经营成本的70%及以上。设备老化严重，运行效率不高。小水电设备没有智能化，无法实现最优化运行，梯级电站无法做到联合调度，水利用率无法达到最大化。设备安全保护措施落后，设备“非停”事故频发，人为操作事故时有发生，人身设备安全得不到保障。

3.1水电厂的智能化建设是智能电网建设的重要组成部分

智能电网是21世纪电力系统的发展趋势。智能电网是国家电网公司2009年提出的。坚强智能电网以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，依靠先进的信息通信技术，实现“电力流、信息流、业务流”高度融合的现代电网。智能电网以数字化信息化、自动互动化为特征，包含发电、输电、变电、配电、用电和调度等环节，能够涵盖电源、电网、用户整个流程。我国水能资源丰富，全国水力发电设备装机容量占全部装机容量的20%以上。水力发电在电力系统发电环节占有重要地位，水电厂的智能化建设是智能电网建设的重要组成部分。

3.2水电厂智能化建设可有效提高发电企业的管理效率和经济效益

水电厂自动化一直朝着数字化、智能化、一元化、个性化、信息化的方向发展，但是由于水电自动化设备生产厂商众多，标准不统一，没有统一的数据信息模型，不同的自动化系统难以实现互联，不同数据流难以实现融合，水电厂自动化设备升级改造困难，致使自动化系统一体化及智能化程度低，无法实现生产过程的智能决策，生产检修维护成本高，严重制约了水电厂效率和效益的提高。同时，越来越重的人工成本已经严重的影响了小水电站的经济效益，因此，开展智能水电厂的建设日益迫切。

如广西农村投资集团发电公司属下有183个电站，绝大部分装机都为五万以下电站，共有运行人员三千余人，每年人工成本将近3.3亿元。目前该公司拟通过智能化电站建设来提高经济效益。据测算，该公司分批投资3.5个亿，改造150个电站，按照智能电站建设要求，建设成功后电站将改为无人值守，公司以此将会每年节约人工9900万元，同时还可以提高运行经济收益2500万元，经济效益非常明显。从该公司所属西林驼娘江电厂建成的试点来看，该梯级流域共有19个电站，总装机18万千瓦，年发电量为6.5亿。智能电站改造前原来年平均亏损达到一千万元，经过改造后，现在已经开始扭亏为盈了，在经济效益显著的同时也大幅度的降低了人的工作量和设备事故的发生。

4.小水电站智能化建设的意义

小水电站通过智能化建设，通过科技兴企，解放生产力的同时，可以提供可靠的清洁能源，同时最大化的提升电站的经济效益，其主要意义有以下几点：

（1）水电厂智能化建设可有效提高发电企业的管理效率和经济效益;

（2）智能水电厂可以增强网厂协调能力，提高供电可靠性和供电质量;

（3）智能水电厂可以提高水电生产安全和水力资源利用率;

（4）智能水电厂可以实现智能辅助决策，降低工作人员劳动强度，适应社会经济发展的需要，提高水电厂的企业效益和社会效益。

5.1充分利用国家政策

小水电的建设发展，一方面要自觉服务国家与社会发展的重大需求，另一方面要提高政策敏感性，及时掌握政策，领会精神，用好各种优惠政策。要充分利用国家相关政策，来为小水电智能化电站建设争取资金和政策。如《水电发展“十三五”规划》（2016-2020）、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（增效扩容）、《农村小水电扶贫工程试点实施方案》等等，都对小水电技术改造和增容都有政策支持，同时一些省市还对经过增效扩容改造的电站电价进行提高，这些政策都是有利于小水电站的智能化建设。除了当地水利部门，还有如科技厅的创新驱动重大项目，工信委两化合一项目，大数据局大数据示范平台项目等等，需要我们掌握其扶持的政策，立项要求，“削足适履”，争取一切可以争取的支持。

5.2制定小水电智能化电站建设规划

根据各地域的不同，企业的经济情况，按照 “互联网+”智能水电站模式，做好短期、中长期规划。重点发展与信息技术的融合，推动水电工程设计、建造和管理数字化、网络化、智能化，充分利用物联网、云计算和大数据等技术，对具备区域联合调度的小水电进行统一规划，对“孤岛”型或者管理不便的电站采取分步规划。

5.3制定小水电智能化电站技术标准

智能化技术标准要按照“统一规划、统一设计、统一标准、统一配置、统一投资）”的原则。对规划区域的小水电根据电站的设备、环境情况进行综合考虑。在考虑达到智能化电站运行的前提最大化的利用和改造原有的设备，这样可以有效降低建设的成本。技术标准要充分考虑“互联网+”小水电站群云监控与大数据服务平台研发，打造科学、经济、安全、可执性的技术标准。

5.4建立小水电智能化电站管理体系

（1）做好项目招标管理。拟好招标计划及技术标准，根据项目的建设规模和要求灵活开展招标安排;

（2）做好项目施工建设的计划和目标，引入绩效考核来推动项目建设。同时在制定建设计划时需考虑电站的经济运行，应充分利用枯水季节进行施工，避免发电经济损失;

（3）做好技术资料的完善，规范管理。屏柜的资料随柜放，站内专用资料柜，电站设立专门资料室，有条件的建立电子化档案室;

（4）开展水电站绿色高效发电技术研究。建立单台机组测定综合效率曲线，实现单机高效发电;基于水情及机组信息，研究电厂机组组合问题，实现水电厂经济运行;做好水情预测、出力预测，结合流域信息，实现梯级水电站优化调度;

（5）电站智能化建设与运行管理规范化同步进行，制定《少人值守水电站运行管理规程》、《水电站节能高效发电作业指导书》等，“一站一册”、因地制宜地实施水电站绿色高效运行工程;

（6）电站智能化建设与管理信息一体化平台建设同步推进，通过管理平台有效的整合资源和进行调配，最大化的发挥智能化电站的效益。

综上所述，小水電智能化电站的建设，对小水电提高经济效益，降低管理成本，保障设备的安全性和可靠性有着非常重要的意义，随着科学技术的发展，智能化电站建设将会广泛的应用到小水电建设中，通过“互联网+”技术，最大化的提高小水电的经济效益和社会效益。

[1] 冯汗夫，等.智能水电站建设的思考[J].计算机监拉技术，2010，34（6）：1-5.

[2] 张丽香. 智能控制的发展前景及在电厂中的应用[J].电力学报，2002，17（4）; 247-250.

[3] 王德宽，张載，刘晓波，等.智能水电厂自动化系统总体构想初探[C].中国水力发电工程学会信息化专委会2010年学术交流会论文集[C]：1-7.丽江，2010.7.

[4] 3王德宽，张較，刘晓波，余江城，张建明，何飞跃，等，白山发电厂智能化水电厂建设规划设计方索。北京中水科水电科技开发有限公司研究报告，2010.

黄安华（1975-），男，本科学历，工程师职称，主要从事水工建筑物施工、运行、维护管理等方面研究。