农村水电站经济运行不可忽视的四个环节

吴加尧

（牛头山水库管理局，浙江临海317000）

农村水电站经济运行不可忽视的四个环节

吴加尧

（牛头山水库管理局，浙江临海317000）

1 概 述

农村水电站只有确保设备长期处于“安全运行”，才能达到“高效”和真正的“经济运行”。要想确保其经济运行，在建新电站、改造老电站的设计与水电站运行管理中，务必注重以下四个环节：一是注重区域范围的雨水情分析；二是注重装机机型与主结线方式的选择；三是注重岗前培训与其方式；四是注重安全防范与探索创新。

2 区域范围的雨水情分析

2.1 雨水情分析的依据

无论新建水电站还是老电站的技术改造，首先考虑的是该流域究竟能有多少水力资源——总装机容量，之后再考虑如何合理开发利用——电站座数、机组台数以及各电站单机容量大小的选择与“搭配”等。

水电站出力的大小由N＝AQH确定。除出力计算系数A以外，电站的出力（装机总容量）大小则决定于该站的设计流量和设计水头。

（1）设计流量与设计水头的确定

设计流量的确定：河流中的流量不但在一年内的变化很大，而且年与年间的变化也很大。如果设计流量定大了，设备容量选择很大，就不能得到充分利用。反之，设计流量定小了，设备容量就小，又不能充分利用河流中的水能，同样造成浪费。当然，设计流量大小的确定跟电站的布置形式有关（引水式或堤坝式）。

设计水头的确定：设计水头的确定也与电站的布置形式有关。引水式水电站的设计水头一般采用压力前池水位和下游水位的“差”（毛水头），再减去沿程损失。坝后式电站电站的设计水头：上游水位采用水库兴利库容的一半时的水位，下游水位为通过设计流量时的尾水位，上下游水位差再减去水头损失即为该电站设计水头。

（2）区域范围内的雨水情分析

假如附近有现成的水文资料或水电站就再好不过了，如有10a左右的各年流量资料（越长越好），可将各年枯水期平均流量按大小次序进行排列，并选择第七或第八位的流量作为设计流量。

2.2 年利用水量分析

根据当地水文资料得到多年平均径流深Y（mm）；以地形图圈出区域集雨面积F（m2）；即：W总＝FY103（万m3）；则W总为年末总来水量（含蒸发、渗透等损耗水量）。

上游若早有已建水电站或投运多年自身“待改造”水电站，则以前10a平均年总发电量倒算出通过水轮机的年总水量，供对比分析参考之用。

2.3 改造典例

（1）谷溪岙水电站改造

该电站是谷溪岙水库的配套电站，水库集雨面积4.9km2，正常库容147万m3，水头320m。电站投产于1977年，装机容量2×400kW；后水库加“橡胶坝”使库容增至163万m3。依据相关发电资料对以上的水情分析等，将对电站进行技术改造，改造后电站装机容量为2×630kW；电气自动化程度也得到提高，职工工作环境大为改善（集中控制）。多年运行实践证明，电站经济效益令人满意。

（2）羊尾水电站（股份制）

该电站是径流式电站，投运于1988年，水头57m，集雨面积46.5m，装机1×500kW；后在其上游建造双坑水电站，建有133万m3库容的水库1座。电站于2003年改造成2×630kW。经多年运行实践证明，经济效益较佳。

3 注重装机机型与主结线方式的选择

3.1 装机容量及其机型

根据以上所述，首先确定所建电站的设计流量、设计水头和总出力（总容量）；再根据总出力、总负荷（是否并网运行等）以及厂家供应相应机组的可能性等，初步选定水轮机组的机型、机组台数。

（1）从电站形式上考虑

若是径流式电站，考虑单机相应“小而多”或“大小搭配”，以适应“丰水”、“枯水”间保持“细水长流”，获保“效益最佳”状态。坝后式电站，其水位水量相对“固定”些，考虑选择单机容量相应大、机组台数相应少，其他则以此类推。

（2）从机型性能上考虑

根据所在电站的水头、流量等，查对《产品目录》相应技术数据等进行分析比较——取“最高效率”者为首选，并予以确定。

（3）从厂家信誉和距离远近上考虑

重信誉及“就近”原则。

3.2 电站主结线方式确定

从目前情况看，农村小水电站基本上均是“并网发电”。在确定其电气主结线方式上应力求“结线简单、运行灵活、送电可靠、维护方便”；相应“占地少、投资省”为原则。就主结线常用方式而言：有“单母线”（含有单母线分段）和“组式结线”（含发电机—变压器组、发电机—三线圈变压器组）等。笔者认为：“单母线”与“发变组”（发电机——变压器组）结线方式在农村水电站较为适用。

（1）单母线结线方式特点

电气接线简单，配电装置造价低；若多台机组可在母线上进行分段——增加灵活性；在发电机母线电压为0.4kV的水电站会普遍采用。

（2）发电机——变压器组特点：减少电器数目，简化配电装置结构，提高工作可靠性；多用于发电机母线电压为6.3kV或分期投入施工的水电站。

4 注重岗前培训与其方式

4.1 小水电站岗前培训的必要性

小水电生产特点是由一次能源转换成通用性更广、效率更高的二次能源。为确保安全、稳定、经济、可靠运行，水电站运行、维修及管理者必须坚持和发扬传统的“四严”要求：严密的组织、严格的规程、严细的作风、严明的纪律。为此，对新建电站或通过技术改造的电站职工进行岗前培训的必要性就不言而喻了。

4.2 培训方式与内容

自浙江省水利厅下文要求以来，笔者受临海市水利局邀聘，在车口溪水电站（当时为全市小水电培训基地）组织全市水电站运行工，先后分6期进行“发证培训”，期间笔者担任主讲老师。后又由台州市水电局邀请，聘任为台州市水利局组织的全地区的“水电站技术骨干培训班”及“小水电企业管理培训班”的二任教师。

（1）培训方式

对农村水电站职工的培训应掌握以下原则：一是高、低压机组（发电机母线电压6.3kV或0.4kV的区别）职工分别组织培训；二是结合水电站实际进行“实地”培训；三是技术骨干与普通运行工有针对性地分别进行培训；四是小水电行业内应“能”者为师。

（2）培训内容

从系统角度来说，新编全国小水电培训教材当然是首选，它全面系统地介绍了水电站各方面的专业知识，既专业又实用，可作为在短时间内的“岗前”培训。

5 注重安全防范与探索创新

5.1 安全防范

就临海市而言，对单机容量200kW以下水电站在安全防范上有其基本要求：市水利局统一印制了《临海市小水电站运行记录》、《值班日志》；必须备有足够的安全操作器具；备有足够的各种标示牌等。对其他电站的安全防范要求更高：要求建立“设备主人”制度等。笔者所在牛头山水库发电厂对安全方面要求则更高了，尤其是水电站安全防范方面，曾结合电厂的实际情况，出台了《安全防范与设备检修规程》，并建立了“设备主人”制度等。

5.2 探索创新

（1）打破“常规”，探索实践

笔者在车口溪水电站作过大胆探索：当年电力部门规定，无功不足要“罚”（多发有“奖”）。时年，提出了保持高水位、避开“气蚀点”、坚持“低负荷”、控制“电流值”的探索思路。即：利用前池水位计，在实践过程中找出了三级电站各台机组的运行特点：1号机（800kW）气蚀严重区域在负荷300～310kW左右；2号机气蚀严重区域在280～290kW左右。同时，打破了水机不得低于额定出力的50%以下的常规，在不超过额定电流的前提下，要求2台机组的功率数控制在0.4～0.6左右，有功功率最低带到期120kW。探索结果：效果显著。

（2）在小水电管理中敢于创新

在水电站改造中，努力做好“自动并网仪”、新型水位计、新型开关的推广应用。笔者率先提出并组建了“临海市小水电管理协会”；率先提出并实施了“水电站安全运行许可证”制度。在牛头山水库电厂管理中率先提出并实施了“设备主人记实手册”制度。

责任编辑 吴 昊

2015－04－03

吴加尧（1956－），男，工程师，主要从事水利水电工程管理工作。E_mail：20514731＠qq.com