小水电集中运维建设实践探索——以外江管理处渠系电站为例

袁方萍

(四川省都江堰水利发展中心外江管理处,四川 崇州 611230)

0 前言

小水电绿色改造和现代化提升是践行习近平生态文明思想和推进中国式现代化的具体举措。2023年全国水利工作会议也明确要求要实施小水电绿色改造和现代化提升工程,推进建设智能集约的现代化小水电。2023年7月10日水利部下发了“办水电函〔2023〕596 号”文,要求各单位在积极开展小水电绿色改造和现代化提升过程中参照执行《智能化小型水电站技术指南(试行)》《小水电集控中心技术指南(试行)》,为小水电智能化改造和集中运维中心建设提供了技术支撑。四川省都江堰水利发展中心外江管理处(以下简称外江管理处)所辖渠系电站因建设年代较早,普遍存在设施设备陈旧老化、智能化水平低、安全生产风险大、运行成本高等问题。推行外江管理处渠系电站智能化改造和集中运维模式建设是实现电站提质增效和高质量发展的迫切需要。同时,通过建立完善的小水电集中运维体系,逐步将四川省都江堰水利发展中心下属小水电站纳入集中运维,并辐射至周边小水电站,整体提升小水电经济效益。

1 外江渠系电站现状

外江管理处7个渠系电站均为Ⅴ等小(2)型工程,主要建筑物及次要建筑物均按5级设计,总装机容量2.45万kW,年发电利用小时数4 800～6 800 h。近三年,平均发电量13 313万kW·h,发电收入3 740万元,占外江管理处总收入的40%以上,是外江管理处经济收入的主要来源。

表1 外江渠系电站现状

2 存在的主要问题

近年来,外江管理处渠系电站通过实施汶川地震灾后重建技术改造、“十二五”“十三五”农村水电增效扩容改造、安全生产标准化建设、绿色小水电示范电站创建等工作,机电设备装备水平及自动化程度有了一定提高,但还存在以下问题。

2.1 设施设备老化

外江管理处渠系电站普遍建成时间较早,如三合堰电站可追溯至20世纪80年代,已运行41年之久,虽然各电站日常维修保养到位且每年在进行大修工作,但由于建成年代久远,在机电设备、金属结构方面存在不同程度的问题。首先,在机电设备方面,主要体现在水轮机、调速器、励磁装置、直流系统、主辅机自动化电气设备、计算机监控系统设备陈旧、老化严重,给电站安全可靠运行带来一系列安全隐患和管理漏洞[1],不满足《智能化小型水电站技术指南(试行)》要求,也无法实现远程集中运维。其次,在金属结构方面,存在部分闸门门叶变形、局部磨损和锈蚀,部分止水橡胶老化等现象;部分闸门控制系统自动化程度低,无远程控制功能;部分拦污栅及清污设备局部锈蚀,清污设备故障率高,可靠性差。

2.2 智能化水平较低

根据《智能化小型水电站技术指南(试行)》要求,智能化小型水电站应达到无人值班并实现远程监控的要求;应具有获取水(雨)情信息的有效途径,可根据来水情况、设备状态、电网信息等决策电站运行方式;应具备远程监视与控制功能,在无法远程控制电站设备时,电站现场应能实现电站设备的自主控制;宜配置水工建筑物、主要设备和区域水(雨)情的在线监测系统。

受制于传统小水电的发展困境,外江管理处渠系电站也存在智能化水平参差不齐的问题[2],部分电站依旧存在取水枢纽闸门控制系统功能单一,中控室无法实现远程监视和控制的情况,导致汛期防汛风险较大;水文信息共享方式单一,电站不能实时获取水文信息,离实现信息全面共享还有一定差距;现有视频监控点位少,覆盖面小,存在部分重点部位监控不到位等情况。

2.3 管理水平不高

外江管理处7座渠系电站发电收入是外江管理处经济收入的主要来源,渠系电站对外江管理处的发展具有非常重要的影响和作用。从7座电站的人员配置、管理制度来看,一是缺乏专业技术人员,目前各电站均配置有1～2名管理人员,下设4个运行班,每班3人,来保障正常的运行维护需要。但由于小水电工程规模较小,和大中型水电站相比,无论是在工作环境、职业发展、薪资待遇等都存在较大差距,缺乏人才吸引力,致使普遍存在专业技术人员缺乏、断层及骨干员工流失等现象[3]。从而导致小水电整体技术力量相对薄弱,小水电技术管理工作也难以真正有效落到实处。二是管理制度运行不畅,由于规模、人才、效益的制约,且缺少系统完善管理制度,导致运行维护能力较弱,同时,由于部分机组老化现象严重,整体运行效率较低,为保障日常工作正常开展,需投入相对较大的人力,致使运维成本控制难度较大。因此,亟须通过电站智能化改造及集中运维建设进行资源整合,提升自动化水平,统筹电站技术人才,提高管理能力,从而全面提升电站运行管理能效。

3 电站智能化改造和集中运维模式探索

3.1 提升智能化水平

对应《智能化小型水电站技术指南(试行)》中水(雨)情测报、设备、电源、通信、防雷和接地、安防监控监测、智能化系统、安全技术措施、安全管理等9个方面的要求,系统梳理外江管理处7个渠系电站存在的欠缺和不足,结合电站实际,对硬件设施方面智能化改造内容如下。

表2 外江渠系电站智能化改造主要内容

在软件方面,主要为人才管理和制度建设,针对小水电站的规模、效益等现实条件制约,更需要合理配置管理、运行、维护、安全等专业人员,做到岗位完善、职责清晰,并制定公平公正的职业晋升激励机制,使其在周边同类性质工作中具备竞争力。针对电站技术工作性质,要加强专业知识培训,建立完善的师徒、传帮带等技术传承模式,保障电站技术人才供用充沛,为电站实现智能化提供坚实的人才基础。

3.2 建立集约化管理

随着国家对小型水电站管控要求进一步明确,出台了《小水电集控中心技术指南(试行)》等相关文件,结合小水电自身可持续发展问题,外江管理处渠系电站部分设施设备老化、智能化水平较低、管理水平不高等问题,电站运行管理与现代化的基本理念不符,如按现有的设备和人员结构进行生产,电站的运行管理难度会逐渐增大,运行成本会逐年增高,同时存在较大的安全风险[4]。

集约化管理是“集合要素优势、节约生产成本”,提高单位效益的一种方式。集中运维中心采用先进的智能化信息技术和经济优化算法,以统一平台为基础,将电站计算机监控系统、水调/电调自动化系统及其他系统有机整合,利用各类知识库,形成智能化的生产管理控制一体化系统。通过电站集中运维项目建设实现外江渠系电站集中控制、统一调度、无人值班自动控制系统改造,使系统内电站经济效益最优,运行效率最高,达到调控一体化目标,实现小水电标准化、集约化、专业化、信息化管理,建立起结构合理、权责明确、治理科学、运行高效的运管技术体系,实质性改变原有渠系电站分散管理、运行成本高、技术人才不足等问题[5]。

3.3 探索物业化模式

物业化是提高工作能效的一种可行方式,是在最充分利用资源的基础上,更集中合理地运用现代管理与技术,充分发挥人力资源的积极效应[6]。外江渠系电站智能化改造及集中运维中心的建设为实现物业化管理提供了实现基础,同时外江渠系电站现状及存在的问题也亟须通过物业化管理模式来解决。

通过统筹整合7个电站人力资源,可建立适应集中运维管理模式下的 “管理”“运行”“维修维护”三支队伍,在人才队伍建设上可更专业化、系统化、精细化。采用“公司化+物业化”方式管理7个电站,统一工作标准、考核制度,可使工作更加精细、优质,有利于实现电站运行规范化和技术专业化。同时,实现“全物业化管理”,可建立完善的小水电运维统一标准或制度,避免各自为政、资源浪费,从根本上解决小水电管理制度运行不畅、综合调度能力薄弱、专业技术人员缺乏、流失、断层等问题。

4 结语与展望

通过外江渠系电站智能化改造和集中运维的建设,可以大大削减电站风险隐患,有效提升电站整体安全运行水平,降低电站运行维护成本,提高外江流域水能利用率及年发电量,增加经济效益,逐步建成集河流生态安全、运行安全、防汛安全、远程智能控制为一体的智慧小水电系统。在此基础上,可逐步将四川省都江堰水利发展中心下属小水电站纳入外江集中运维体系,并辐射至周边小水电站,整体提升灌区小水电经济效益,并通过提供“全物业化”服务,增加集中运维物业收入,提升外江管理处渠系电站综合经营效益。通过“智能化”“集约化”“物业化”改造等方式实现了外江管理处渠系小水电运维提质增效,是小水电转型发展模式的一次有益探索,可为其他流域小水电高质量发展提供参考。