董大富,赵建达,程夏蕾,朱效章
(水利部农村电气化研究所,310012,杭州)
建立国际小水电标准的思考与建议
董大富,赵建达,程夏蕾,朱效章
(水利部农村电气化研究所,310012,杭州)
相比国际标准和其他国家,我国有世界独有的比较完整的小水电标准体系。发达国家小水电标准都采用美国、欧洲和国际组织的标准;除了少数发展中国家有自己的水电标准外,其他发展中国家基本上没有自己独立的水利水电标准体系,而直接套用发达国家的标准。国内外小水电标准在标准体系和编制思路、标准的技术要求、标准名称和约束力及标准时效等方面差异明显,至今还没有小水电行业独立的规程规范系统。我国在丰富和完善自己的小水电技术标准的同时,开展小水电标准国际化工作应及时提上日程。
小水电标准;标准体系;标准国际化;国际合作
2008年,水利部发布的水利技术标准(SL)体系表中,小水电作为一个专业门类,由综合、规划、勘测、设计、施工安装、质量验收、运行维护、安全评价、监测预测、材料试验、设备等11个部分组成,包含了58项标准。这样的一整套小水电规范和标准,是世界上独有的。在小水电专业中,也有部分通用性较强的标准,如继电保护、消防、通风、给排水、钢结构、概预算等采用全国通用的电气或水利水电标准(DL、SD、CJJ、GB 等)。 因此,我国小水电行业已形成比较完整的标准体系。
国际标准和其他国家(无论是发达工业国家还是发展中国家)的标准中没有对应于小水电的标准体系。涉及小水电领域的各有关标准和管理规定大多反映在能源、水电厂、电力系统等有关标准中,且均为大中小型水电站或电工通用标准。
国外没有诸如我国已有的水电农村电气化验收标准、小水电代燃料项目标准、农村水电站开发规划选点等与农村电气化有关的标准。
国际上已有而我国尚缺失的标准也存在,如小水电环境保护特别是环境流量和环境管理的标准、小水电工程公共安全导则、小水电安全生产(事故)应急预案等。
发达国家小水电标准都采用美国、欧洲和国际组织的标准。小水电技术装备与产品方面的国际标准和国家标准主要有:国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、美国电气与电子工程师协会(IEEE)、美国国家标准学会 (ANSI)、美国试验与材料协会(ASTM)、美国混凝土学会(ACI)、德国(DIN)、日本(JIS、JEC)、英国(BS)等。
与小水电有关的IEC标准,主要集中在水轮机、水泵和电工设备的设计、制造、更新改造、测试、验收、日常运行等方面。其他大多数技术装备类的有关电子、通信、试验、结构等方面的IEC标准均属各行业通用。IEC和IEEE的水电标准多侧重于机电设备、材料、试验等方面。
小水电工程建设与管理方面,国外标准主要有:美国内务部垦务局和美国灌溉协会(IA)标准,德国(DIN)、日本(JIS、JEC)、欧洲小水电协会(ESHA)等国家和国际组织的标准。
此外,水利水电行业中金属结构专业还广泛采用美国国家标准学会/焊接协会颁布的《钢结构焊接规范》(ANSI/AWSD 1.1—98)以及日本JIS等通用标准。
发展中国家中除了中国,印度(IS)、俄罗斯(前苏联,ГOCT)、巴西(NB)、越南(QPTL、TCVN、TCN)等少数国家也有自己的一些水电标准,但其他发展中国家基本上没有自己独立的水利水电标准体系,直接套用西方发达工业国家的有关标准,这与发达国家在国际水利水电工程建设市场上和国际标准领域长期影响和积累的优势有关。印度、俄罗斯、巴西、越南等国家在电气、电力电子和材料方面也大多直接采用 IEC、IEEE及ASTM的标准。
国外使用的小水电标准与我国小水电标准的区别主要表现在标准体系和标准编制的思路、标准的技术规定、标准名称和约束力及标准时效等几个方面。
(1)标准体系不同
国外使用的小水电标准没有独立的体系,都融合在电工、电力电子、能源、水电厂、土木工程建筑等标准中。而我国有独立的小水电标准体系。
(2)标准立项和编制主体不同
ISO、IEC两大权威性国际标准化机构承担了全球国际标准编制工作量的85%以上。美国、德国、英国、法国、日本等国家各类标准的立项和编制建立在市场经济基础上,是围绕市场需求或企业发展需要开展的自愿行为。任何一个组织包括专业协会、学会、企业(公司)等,都可以立项投资,编制那些适应市场需求的技术标准。而任何一项标准在得到标准化学(协)会或其他权威性机构的认可前,实际上是一种无人问津的技术资料,也只有在这些权威性机构通过一定的程序(公告、征询各方意见、标准修改)认可成为技术标准后,才可能被工程采用。它们自愿编制技术标准,并不是出于营利的目的,而是要突出自己在行业中的地位,也是履行企业推动技术进步的义务。
我国的标准立项和编制方面具有中国特色。以水利技术标准为例,标准项目主要由主管部门提出,水利企业很少或较少参与提出。水利部承担的国家标准的编制计划由水利部标准化主管部门(水利部国科司)上报住房城乡建设部和国家标准化管理委员会,水利行业标准的编制计划由水利部标准化主管部门(水利部国科司)下达。标准的制定或修订由水利部各业务司局组织有关专家承担。住房城乡建设部和国家标准化管理委员会审批和发布国家标准,水利部审批和发布水利行业标准。
我国在标准编制工作程序方面与ISO、IEC基本一致和统一,都分为建议阶段、准备阶段、委员会阶段、批准阶段和出版阶段等5个阶段。
(3)标准编制的思路不同
主要表现在国外标准的综合性较强及强调对环境保护的重视和生产安全。表现在以下三类情况:
①美国内务部垦务局和美国灌溉协会,及德国、日本、印度、巴西、俄罗斯、欧洲小水电协会等国家和国际组织在小水电工程建设与管理方面的标准,系统性较强,一项标准往往集规划、勘测、设计、施工、管理于一体,或集各类坝工设计(施工)于一体。同时标准条文简单,说明详细,通常条文只对一些重大技术问题作出原则性的规定,定量的技术指标不多。此外还比较重视工程对生态环境影响问题,并对相应的安全防护措施作出必要的规定。
美国内务部垦务局发布的技术标准《填筑坝》将各种形式的土坝、堆石坝、砌石坝等当地材料坝,包括地质勘察、材料选择、工程设计与施工等,都集中放在同一标准中,形成了一个较完整的填筑坝工程建设系统,使其在填筑坝工程建设领域成为一项系统性很强的标准。其他如日本等国也有类似情况。
我国在坝工设计方面有混凝土重力坝设计、碾压混凝土坝设计、混凝土拱坝设计、混凝土面板堆石坝设计、碾压式土石坝设计等8项设计标准。一种类型的建筑物就有一项标准,没有解决相关标准之间的内在联系问题,同时也难免出现标准之间的重复规定,甚至技术指标上因矛盾、不统一而致使执行时无所适从。
②IEEE在1988年颁布、1994年修订的《小型水电厂控制导则》(以下简称《导则》)突出了小型水电站的特点,容量小于5MW,其设备和线路配置的原则一般按无人值班设计,远方操作可有可无。根据美国情况,小水电站一般都应联入地方电力系统,发电机组可用同步和异步两种,这些与我国《小型水力发电站自动化设计规定》(SL 229—2000)(以下简称《规定》)都有所不同。
《导则》针对小水电从业人员专业性不如大水电专家的特点,几乎用了一半篇幅说明小水电规划设计的基本知识,常用水电机组配置图、流量持续过程曲线,直到电站的基本设施(土建与机电)。可以看出小水电技术在发达国家似带有普及性。
《导则》另一思路是突出水与电的联系,使水电的概念得到全面体现。在《运行》一章中,专门有 《水道运行》(Waterway operation)一节,针对无水库的径流式电站来水变化大的特点,为保持电站水头变化不太大,要求机组出力必须根据来水量进行调节,以避免丰水期溢流或枯水期水头降低过多。这些都在《导则》中要求通过自动化设计来解决。此外,《水道运行》还需和环境接轨,使电站下泄流量既不致淹没下游,也不会危及自然生态,保证最小下泄流量等等。这些在我国的《规定》中均没有涉及。
③美国联邦能源监管委员会大坝安全与监测处1992年3月发布的 《水电项目公共安全导则》早已涉及水电项目公共安全问题。前几年我国出现的“四无”电站问题虽经整顿,情况有所好转,但在行业技术规范上并没有跟进。有些省份已编制《农村水电站安全管理分类及年检办法》,但没有涉及小水电项目的公共安全问题。
国际标准中技术装备、产品及材料方面的标准定量指标多而偏高,其余大多数标准都是定性要求居多。例如,对继电保护的要求。我国标准是500V以下发电机不设差动保护,而国外则要求设置,很多发达及发展中国家的小水电设计都是套用大水电的标准。如亚太小水电中心曾承接过一座越南小水电站的设计咨询,由当地公司设计,基本按西方标准,其选用的继电保护配置要求很高,在我国都可以用到30万kW的机组,如果按照我国小水电设计标准进行简化,每台机组可以节约投资10多万元。
我国小水电技术标准分为规程、规范、标准、导则、技术条件等,都是由国务院水行政主管部门 (水利部)制定、发布,有很强的指导性,部分还是强制性的(SL或GB),还有部分是推荐性的(GB/T或SL/T)及水利行业指导性技术文件(SL/Z)。
国际机构及发达国家的小水电(或水电、电力)标准大体上分为:
①Code(法规)。如美国国家电气法规(National Electric Code)等具有强制性,不执行技术法规就是违法,就要受到处罚。
②Standard(标准)、Guide(导则),Criteria与Specification(技术条件)、Rules(规则)、Recommendation(建议)等等。均为推荐性,自愿采用。因此,我国的标准体系对小水电的发展具有更明确的指导意义。
我国技术规程规范没有明确有效时段。有些规范发布10余年也未作修订。国际机构的规程规范则都有明确时效规定,如“IEEE标准”规定每5年必须修订或重新确认一次。
国际上至今还没有小水电行业独立的规程规范系统,一些发展中国家也有迫切的需求。我国在丰富和完善自己的小水电技术标准体系的同时,应当积极开展小水电标准的国际化工作,及时提上日程。
(1)世界经济一体化形势的要求
近30年,小水电的国际合作在联合国的倡导和推动下有了较大发展。在经济全球化时代,小水电国际合作已经从单纯的技术合作向经济合作和国际贸易扩展,进入经贸合作阶段。随着经济全球化的不断深入,统一市场要求统一规划。当前,世界贸易组织通过一系列协议,已经把国际标准提升到国际贸易规则的地位,成为国际贸易的重要组成部分。
多年来,小水电的国际贸易一直沿用发达国家制定的大中水电与电工标准中有关小水电的标准,缺乏统一的、独立的国际小水电标准,对广大发展中国家包括中国极为不利,也不公平。以我国小水电建设的崛起,推动国际社会共同讨论制定一批统一的国际小水电标准,正是形势的需要,十分及时,十分必要。
(2)提升我国小水电在国际市场上“话语权”的要求
我国虽是小水电大国,行业地位也受到了国际社会重视,国际贸易也有了初步开展,但在实质性的国际市场上,尤其是在国际市场公开竞标的活动中,由于“话语权”缺失,常处于被动地位,中标率不高。我国小水电规程规范虽已有58项,成为独立体系,门类齐全,可以说是成熟而丰富。但迄今没有一份英文版本向世界交流,与世界接轨,因此在国际贸易中几乎不起作用。为了在国际市场上争取主动权,反映发展中国家利益,必须在国际标准体系的建设中争取主动,使国际标准更多地反映我国的技术要求,逐步实现从“国际标准本地化”到“中国标准国际化”的转变,利用我国小水电行业优势和实力,争取主导制定国际标准。如国际上现在还没有独立的小水电设计规范等,我国早已制定并行之有效地施行了多年,应力争使之国际化,使国际标准充分体现我国在世界上领先的小水电技术要求和我国及广大发展中国家的经济利益。
(3)发展中国家的殷切期望
我国在小水电建设方面有着非常丰富的经验,尤其在降低小水电建设成本、推广实用化技术方面有独特的经验,这些技术和经验也体现在我国的小水电标准中。20多年来,亚太地区小水电研究培训中心已为100多个发展中国家培训了1000多名来自水电及其他能源领域的官员及技术人员。他们来中国学习和应用我国小水电技术和发展经验,认为中国的小水电技术和经验能帮助和促进他们发展小水电,让发展中国家受益,从而促进全球小水电持续发展。
首先,国际上已有大量有关标准,我国也有自己基本完整的小水电标准体系。把两者有机结合起来,既反映发达国家一些先进技术,又体现我国技术对广大发展中国家的实用性,取长补短,可以说制订统一的国际小水电标准的物质基础是雄厚的。
其次,我国小水电行业在“走出去”的实践中,在应对小水电国际标准方面也积累了丰富的经验。像杭州亚太水电设备成套技术有限公司、浙江金轮机电实业有限公司、长沙华能自控集团、郴电国际等企业多年来一直参与国际水电市场的竞争,这些企业在小水电标准对接方面经验丰富。
另外,总部设在我国的小水电国际组织,如国际小水电中心、亚太地区小水电研究培训中心也可以发挥其建立国际小水电标准工作的组织作用。
①我国应牵头组织研究标准趋同问题。邀请国内外小水电专家一起参加起草建立国际小水电标准体系,并广泛征求有关国家和国际组织、国际专家意见。同时建立国际小水电标准国内外咨询专家库。
②消化吸收各国小水电标准,先易后难,从基础条件好、迫切性强、对行业影响大的标准入手。广泛消化吸收已有的国内外小水电标准,逐份编写英文标准。首先应完成我国已有小水电标准的英译本,和国际组织及有关国家交流,争取认同,建立思想基础。特别是已升为国标的《小型水力发电站设计规范》(GB 50071—2002)等已相当成熟和全面,并且也有了英译本初稿,应积极主动推向世界。
③通过国际会议讨论提出制定全套小水电国际标准的方案。国际小水电中心每两年主办一次 “今日水电论坛”等国际会议可以充分利用,作为讨论和宣传平台。国内举办的 “中国小水电论坛”也可邀请其他国际小水电组织参加。
④申请国际技术组织和基金组织给予技术和资金资助。把小水电标准国际化工作列为水利部水利国际合作的重要工作内容之一。充分利用发达国家对发展中国家提供技术援助和资金资助的渠道,争取全球环球基金(GEF)、联合国开发署(UNDP)等国际技术组织和基金组织给予技术和资金资助。
[1]中华人民共和国水利部.水利技术标准体系表[R].2008.
[2]李志武,赵建达,朱效章.水利部水利标准化专项项目——水电国际标准的收集与比较研究报告[R].2007.
[3]程夏蕾.关于加快小水电国际化进程的探讨[J]. 小水电,2005(1).
[4]朱效章.中国小水电国际贸易话语权的新思考[J]. 小水电,2008(3).
[5]李赞堂,刘咏峰.W TO与中国水利标准化[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[6] Arun Kumar, H.K.Verma.Alternate Hydro Energy Centre,Department of Electrical Engineering Indian Institute of Technology Roorkee.Standards and Guidelines for Small Hydropower Development:The India Initiative[R].Himalayan Small Hydropower Summ it(October 12-13,2006),Dehradun.
[7]Alternate Hydro Energy Centre,Indian Institute of Technology,Roorkee.Standards/Manuals/Guidelines for Small Hydro Development[R].May 19,2008.
[8] Division of Dam Safety and Inspections,Federal Energy Regulatory Comm ission.Guidelines for Public Safety at Hydropower Projects[S].March,1992.
Thinking and suggestions on establishing international standards for small hydropower
Dong Dafu, Zhao Jianda, Cheng XiaLei, Zhu Xiaozhang
Compared to international standards and other countries, China has the world's unique standard of relatively complete system of small hydropower.Most standards are developed by small hydropower in United States,European and international standards organizations.A few developing countries have their own hydropower standards while other developing countries have no standards for their own independent system of water conservancy and hydropower.They directly apply the standards of developed countries.Domestic and international standards for small hydropower in the standard system and the preparation of ideas, technical requirements, criteria binding upon the name and time difference are so obvious and in domestic it has not yet been an independent small hydropower industry standards and regulations system.Enrich and improve our own technology standards in small hydropower and the work of international standards for small hydropower in our country should be carried out in time on the agenda.
small hydropower standards; standard system; standard internationalization; international cooperation
TV2+F4
B
1000-1123(2011)02-0023-04
2010-10-26
董大富(1968—),男,高级工程师,从事小水电新技术研究、水电设备成套技术国际贸易工作。
水利部公益行业科研专项经费项目(项目编号:200801019)。
责任编辑 李建章