绿色小水电示范区建设实践与思考——以广东省广宁县为例

沈思敏，黄本胜，刘树锋，关 帅，杨 晨，曾晨军，王 超，罗 伦，王晓蕾

（1.广东省水利水电科学研究院，510635，广州；2.河口水利技术国家地方联合工程实验室，510635，广州）

广东省肇庆市广宁县共有水电站175 座，总装机容量18.27 万kW。全县1000 kW 及以上电站30 座，占全县总装机容量的78%，此部分电站基础条件及效益相对较好。民营电站133 座，占全县总装机容量的89%。全县农村水电年均发电量5065.5 亿kWh，平均上网电价0.46元/kWh，年产值2332.56亿元，年上缴税费近5000 万元，占全县税收的3.1%。自20 世纪60 年代起，广宁县小水电在优化能源结构、改善农村生产生活条件、带领农民脱贫致富方面发挥了重要作用。当前，我国小水电发展逐步迈入绿色发展阶段，广宁县小水电建设与管理问题和当地人民的需求也发生了深刻变化，广宁县小水电发展的主要矛盾已转变为现阶段人民更高层次涉水需求与小水电建设与管理能力不足之间的矛盾。

根据水利部关于小水电绿色发展的最新政策，广东省以肇庆市广宁县为典型区域，规划选取绥江一级支流古水河流域开展绿色小水电示范区建设。本文通过调研古水河流域绿色小水电示范区现状，找出示范区建设存在的问题，提出相关对策建议，以期为促进小水电绿色转型升级和多元可持续发展提供参考。

一、广宁县古水河主河段小水电概况

古水河主河段已开发15级水电站，古水河梯级电站分布如图1所示，依次为清远市河段1级马田水电站（属跨流域引水，引古水河52.2 km2集雨面积水量到马田水电站，发电后汇入滨江河）；花山河段为2级（龙藏电站、花山电站）；赤坑河段为5级（福排水电站、合成水电站、永隆水电站、汶水一站、汶水二站）；坑口镇河段为5 级（上林水电站、赤水水电站、上树水电站、大良水电站、古兴水电站）；古水镇河段分为2级（广阳水电站、红旗水电站）。古水河主河道15 级梯级水电站水库（闸）及调节基本情况如表1所示。

表1 古水河主河道梯级电站水库（闸）及调节基本情况

图1 古水河梯级水电站分布示意

二、广宁县古水河绿色小水电示范区建设的总体原则和思路

绿色小水电示范区建设在广东省是首创之举，没有经验可以借鉴，需先试先行，明确相关政府和行业主管部门、小水电行业协会、电站业主等各方职责，充分调动各方积极性，统筹配置资源投入，宣传发动小水电企业积极参与示范区建设。示范区建设重点以安全、绿色、智能、高效为总体原则，总体思路如下：

①坚守生态红线与安全底线，以绿色发展为导向，维护和改善河流生态环境，创新梯级生态及水量联合调度，优化水能资源配置。

②以自动化、信息化转型为引领，着力提升水电站公共安全设施，提升设备自动化水平，实现全域安全生产标准化，推动全域小水电绿色发展。

③以水电站集约化技术为基础，推动电站物业化管理，全面提升水电管理标准化、智慧化、现代化水平。

④创新电站多元化发展，结合电站周边资源深入挖掘多元价值，探索小水电风光水储多能互补和改造抽水蓄能电站发展模式，整合当地水生态、水文化、民俗传统、旅游、产业等资源，探索产旅融合发展，助推乡村振兴。

三、广宁县古水河绿色小水电示范区建设存在的问题

通过调研广宁县古水河流域绿色示范区内小水电情况，发现古水河流域小水电受行业早期发展理念和技术、管理水平等局限，主要存在以下问题：

1.绿色示范小水电数量少，安全生产标准化等级低

绿色小水电创建方面，因缺乏相关鼓励性的政策导向及资金补助，企业创建意愿不强、示范性不够。目前古水河主河段仅有4 个绿色小水电示范电站，即合成水电站、古兴水电站、广阳水电站和红旗水电站，且主要分布在古水河下游。安全生产标准化达标建设方面，由于缺乏强制措施及鼓励机制，仍以电站业主主动创建为主。目前古水河绝大多数小水电站安全生产标准化等级为三级或者二级，安全生产标准化等级低。

2.小水电机电设备老旧，安全运行存在风险

除近2 年内投产的汶水二站和进行过更新改造（增效扩容或自主技改）的龙藏电站、花山电站等，古水河绝大多数小水电站的机电设备是20多年前制造的，工艺落后，且从投产发电至今未进行技术改造，设备运行状况参差不齐，缺乏必要的专业维护保养，部分设备及器具缺乏定期检测试验，机组效率较低。此外，古水河绝大多数小水电站的厂房破旧，机电设备已经运行超过10年，水轮机组外壳上的型号铭牌部分已模糊不清，转轮叶片表面也存在明显的锈蚀现象，机组运行时振动噪声大，机组安全运行存在风险。

3.引水式小水电存在减脱水问题，生态流量缺乏保障

目前，古水河干流部分引水式水电站存在明显的减脱水问题，如上游龙藏水电站减脱水段800 m，花山水电站减脱水段500 m等。古水河干流小水电站大部分设有泄放生态流量监测设施，但少数未安装生态流量监测设备并记录泄放流量数据，难以评估生态流量泄放是否到位。由于未形成考虑泄放成本的生态补偿机制，难以引导电站企业主动泄放，加之未出台生态流量监督管理办法，缺少相应惩罚性措施，生态流量保障难度较大。

4.小水电管理不规范，现代化水平低

古水河流域多数小水电站受地理位置及经济效益影响，从业人员素质普遍较低，难以实现规范化管理，容易滋生安全隐患。部分电站水能利用效率不高，受流域降雨来水影响，枯水期明显缺电，经济效益不稳定。且多数电站运行时间长，机电设备逼近或超过使用寿命，需人为操控，自动化水平低。有些水电站仅有少量人值守和记录数据，在枯水期直接关停几个月，管理较为混乱。因此，古水河流域电站需逐步向集约化和智能化管理方面发展，提高现代化管理水平和供电可靠性。

5.小水电多元价值待挖掘，振兴乡村潜力待激发

在全面推进乡村振兴的时代背景下，古水河流域部分电站厂房容貌差，与周围环境不协调，文旅产业缺乏，经济和社会效益不高，不能完全适应小水电高质量发展要求。为更好地推进美丽乡村建设，要充分发挥小水电特色，结合周围自然禀赋、人文底蕴进行区域产业规划，挖掘小水电改造抽水蓄能的发展潜力，探索小水电低碳市场交易，盘活周边农林牧副渔业，推动区域多产业融合发展，助力乡村振兴。

四、广宁县古水河绿色小水电示范区建设对策建议

1.推进老旧小水电清理整改，提升安全生产标准化等级

（1）加快推进老旧小水电清理整改

针对广宁县小水电普遍存在电站设施设备老旧等安全隐患以及审批手续不全、生态设施不足、自然保护区内电站未依法退出等发展短板，应开展全面核查评估，制定清理整改方案，加快推进小水电清理整改工作。根据调研，当前古水河绿色小水电示范区内15级小水电均可作为绿色小水电推进。对于示范区内末次技改距今已超过25年的小水电，应积极推动以安全、环保、增效为目标的技术改造工作。对设施设备老旧、性能落后、技术状况差的水轮发电机组及辅助设备、电气设备等进行技术改造，淘汰落后产能，提升机组运行效率。小水电站若弃水多且有扩容潜力，可考虑增容。

（2）做好风险管控隐患治理

应健全安全风险评估和事故隐患排查分级标准体系，实行安全风险分级管控机制及事故隐患排查治理闭环管理。定期开展电站危险源辨识，识别危险源级别及其风险等级，并对不同风险等级危险源进行分级管控。常态化开展隐患排查整治，及时将隐患消除在萌芽状态。强化设备管理，提高设备设施检测率，普及主要设备设施法定检测。稳步提高防灾减灾预警和监测能力，普及水电站安全监测监控系统，鼓励安装水电站水雨情监测设备，提高汛期对小水电拦河闸坝所处河流水位趋势分析及预测预警能力，保障电站在极端天气下的安全运行。

（3）加快推进小水电安全生产标准化等级提升

针对古水河主河段小水电站安全生产标准化等级低、大多数为三级或者二级的情况，应在相关政策导向支持下，积极推进绿色小水电示范区内水电站实现安全生产标准化建设全覆盖，推动有条件的电站创建一级达标电站，强化安全生产，有效预防和遏制安全事故。

2.推动绿色示范水电站创建，落实生态流量和修复生态

（1）推动示范区内绿色小水电创建

发展绿色示范电站是实现小水电绿色转型升级的需要，是建设绿色小水电示范区的重要指标。对于未“创绿”的电站，建议通过政府采购、委托技术支撑单位、培训指导等方式，按照绿色小水电标准体系和管理制度要求，激励电站开展绿色小水电创建工作，力争在绿色小水电示范区内实现全域创建绿色小水电站。

（2）落实小水电生态流量泄放和监测

由于生态流量泄放工作对电站的发电效益存在影响，部分电站业主为了提高发电效益，存在少数未安装生态流量泄放监测装置、少放或者生态流量泄放不到位的现象。建议结合各电站生态流量核定要求，确保生态流量泄放和监测设施建设到位，落实全域生态流量泄放，并实现远程实时监测，实现示范区内生态流量泄放设施、监测监控设施覆盖率100%。

（3）推动电站合理调度运行

应按照“生态优先、统筹兼顾、总量控制、分级管理”的基本原则，利用广宁县域内水库及各梯级电站的调节能力，科学控制各时间段的发电调度、防洪调度以及生态调度，相互补偿调节，协同解决流域生态需水问题。对示范区有调节能力的电站，可通过合理调度发电方式运行。对有综合功能的电站，可统筹灌溉、供水用水要求开展调度运行。以流域为单位，统筹用水需求，实现科学调度。

（4）开展河流生态修复与景观美化

针对古水河上游部分电站存在的减脱水问题，应因地制宜采取生态修复措施，实现减脱水河道修复率100%，恢复河段连通性。同时，建议对古水河绿色小水电示范区内电站开展厂区美化工程，电站上下游建设生态堰坝、活水进村工程，满足生态环境用水，改善提升河道两岸的水生态环境，进而改善河流生态及景观。

3.加强小水电人员技能培训，促进电站事务规范化管理

（1）加强电站从业人员技能培训

应定期组织线下培训学习，由地方主管部门牵头，组织电站主要负责人、安全管理人员、一线操作人员前往有资质的培训机构开展相应工种的培训考核，提高持证上岗率。积极开展行业讲座，聘请专业学者进行讲解，促进先进生产技术和理念更新迭代，提升电站人员业务水平和安全操控能力，由此构建安全、规范的生产秩序。通过举办培训班、研讨会、竞赛活动等形式，提高技能培训普及率及电站从业人员素质。

（2）促进小水电人员事务规范化管理

一是要查漏补缺，完善管理制度，实现农村水利水电产权规划明晰化、运行管理规范化、管理平台数字化，促进各项人员事务管理规范化。二是要通过加强事故案例学习，强调生产事故的严重性，增强风险防范意识。开展安全生产风险分级管控和隐患排查治理，建立健全运行管护长效机制，全面推进小水电各项事务管理标准化。三是要充分运用信息平台和管理工具，规范管理行为，提高管理能力。建议绿色小水电示范区内有条件的电站组建专业的管理队伍开展物业化管理。

4.推动电站自动化集约运行，提升电站信息化管理水平

（1）推动小水电自动化、智能化改造

古水河电站大部分机电及自动化设备已投产或改造运行多年，需对电站设备进行提质改造，实现自动化监测和控制。应充分利用大数据、互联网等技术，支持小水电站按“无人值守”要求改造自动控制系统，实现随水位或水位变化率自主决策开停机、调整负荷、启闭泄洪设施等功能，推广使用具备设备智能诊断、故障自处理、自恢复能力的设备，完善重点安全监测设施和水雨情监测设施，推动生态流量监管、安全生产监管、防汛防台预报与电站智能化运维管理平台的融合。对于自动化程度差的电站，可根据电站的实际情况，采用一定的补贴形式，鼓励电站业主进行改造，使其具备自动控制、智能化管理条件。

（2）发展小水电集约控制运行模式

基于水电站自动化再升级，对远程化、集约化、集控化能力进行提升，建设小水电站运行管理集控中心，运用物联网管理技术，实现古水河流域电站“无人值守、远程监控、集约化管理”。依托现代化网络通信技术及计算机控制技术，加快小水电集约化、规模化发展，推动形成小水电站群协同发展格局。深入推进集控运维改革试点，提高安全生产水平和管理效率。力争示范区内孵化1 个以上集控运维中心，示范区内所有小水电站全部实现集约化运行。

（3）打造小水电信息化管理示范试点

结合水利部关于“十四五”小水电绿色改造和现代化提升工作思路，依托广宁县已逐步推广的小水电“无人值守”运维基础条件，加大资金和政策扶持力度，按照“先试点、再推广”的模式，于示范区内打造若干高质量信息化管理示范试点。通过打造小水电信息化管理、高质量发展样板，构建水电发展新格局。

5.挖掘小水电潜在多元价值，助力乡村发展和产业振兴

（1）挖掘小水电改造抽水蓄能发展的潜力

小水电改造抽水蓄能电站具有选址容易、投资小、建设周期短等优势，能及时投入使用并发挥效益。因此，要充分利用流域具有调节作用且上下库满足抽水蓄能条件的电站，探索小水电改造为混合型抽水蓄能电站的发展新模式，提高小水电的现有资产利用率和运营效益。经调研，古水河干流红旗、广阳和古兴三个水电站改造为小型抽水蓄能混合型电站符合国家产业政策，资源优越，技术可行，经济和社会效益良好，建议尽快修建、发挥效益。

（2）探索小水电生态电价机制及电力交易

中小型水电站规模小，水电参与竞价上网能力弱，并且上下游电站之间无法进行有效协同。因此，将流域多座小水电站合并成一座虚拟电厂，在传统电网物理架构上，依托互联网和现代信息通信技术，可充分挖掘水电站的调节能力和快速响应能力，协同进行优化运行控制和市场交易，为电网提供辅助服务。虚拟电厂进行竞价上网，然后把竞价成功的负荷过程按照一定的准则进行电站间、电站内优化分配，利用电站优化运行、流域梯级调度、电力优化调度等先进技术手段，提升对电站来水资源的预测水平和发电计划能力，实现水资源的最大化利用，提高电站整体发电收益。

（3）挖掘小水电文化、教育、社会等价值，助力乡村振兴

有条件且底蕴浓厚的电站可打造爱国主义教育基地、科技文化展览馆等，起到科普教育作用。建议打造小水电+文化+经济+景观综合体，通过打造水利风景区、娱乐休闲场所等，助推全区文旅融合发展，实现经济、生态和社会效益共同发展。政府应在全省范围内积极谋划一批有条件的电站，通过政府、企业等多方融资入股，建立起小水电站与乡村振兴的联系，探寻以巩固脱贫攻坚资金为基础，盘活周边的农林牧副渔业模式。小水电获得的帮扶资金可积极用于开发旅游、文化、民宿、餐饮等经营性项目，助推农旅经济发展，同时挖掘流域民俗历史文化，建设“青山秀水”文化底蕴深厚的新农村风貌，通过绿色生态水电助推乡村振兴。