欧洲各国及俄罗斯的水电站现代化改造

[英国]　P.雷诺兹



欧洲各国及俄罗斯的水电站现代化改造

[英国]P.雷诺兹

为提高水电站的运行性能、延长使用寿命、增加发电效益，欧洲和俄罗斯正在对其现有水电站进行大规模的现代化改造。介绍了意大利、瑞士、法国、卢森堡、瑞典、挪威和拉脱维亚的水电设施更新及改造项目，主要以升级和更新机电设备、增加电站装机容量为主。俄罗斯现有的水电站由于服役时间相对较长、事故损毁和改造资金一度缺乏等因素，其现代化改造需要更多的投资和更长的周期，改造措施包括修复、升级和更新设备、改进电站设计、重建电站设施、改造输电线路和电网等。

水电站改造；俄罗斯；欧洲

欧洲各国和俄罗斯的许多老旧水电站正在进行大规模的现代化改造，公用事业部门投入了大量资金以提高其性能并延长使用寿命。

现代化改造的范围从小型水电站延伸到大型水电站，遍布欧洲的许多国家，甚至包括俄罗斯的广大地区。在欧洲大陆，改造工程进展较快；在俄罗斯，大型水电站的改造工程持续时间较长，需要分阶段实施，且检修工程量逐渐增大。

近年来，对水电现代化改造的投资巨大，大量工程正在进行中，更多的工程即将开工，尤其是在俄罗斯。

1　欧洲各国水电站的现代化改造

1.1意大利

意大利的水电市场已经成熟，伏伊特公司正在翻新该国的3座小型水电站，这些电站的业主分别为2家意大利公司：ACEA 股份公司 和BKW 股份公司。工程始于2015年第2季度，将于2016年年中完工。ACEA公司的亚历山德罗.伏特(Alessandro Volta)小型水电站已有百年历史，福伊特公司为其供应了2台新的混流式水轮机、发电机、调速器、电站自动化和配套设备。该电站位于马代马堡(Castel Madama)附近，靠近罗马。

BKW公司的蓬佩尼诺(Pompegnino)电站已有85 a的历史，其现代化改造工程将提高2台转桨式水轮机的性能，同时，伏伊特公司还供应新的发电机、调速器、电站自动化和配套设备。BKW公司的蓬.圣马丁(Pont St. Martin)电站建于1932年，在其改造工程中，原有的4台混流式机组将停运，更换为2台新机组，分别是1台轴流式机组和1台小型混流式机组；此外，还将安装新的发电机、调速器、电站自动化和配套设备。

意大利近期的水电发展还体现在：德国意昂集团(E.ON)将其在特尔尼(Terni)市的组合资产出售给当地的可再生能源公司——ERG发电公司，包括16座水电站、7座大坝、3座水库以及庞大的地上和地下输电基础设施网络。特尔尼市的水电设施利用内拉(Nera)河、韦利诺(Velino)河和台伯(Tiber)河的资源，拥有530 MW的装机容量，年发电量1 400 GW·h。除了收购时进行的事前调查，随着时间的推移，控股公司变化后还可能进一步评估这些资产并加大投资。

1.2瑞士

伏伊特公司和其他供应商最近为瑞士Axpo公司的鲁奇立戈(Ruchlig)电站完成了现代化改造工程。该工程主要通过增加流速将转桨式水轮机的装机容量增加25%以上。改造和升级将使电站的发电量增加10%。这座装机容量11 MW的径流式水电站建于20世纪20年代，预计年发电量达64 GW·h。Axpo公司的现代化改造还包括提升电站的鱼类保护性能和防洪能力。电站改造延长了许可证期限，原许可已于2011年到期，新许可将于2074年到期。

1.3法国

法国电力公司(EDF)与阿尔斯通的2家企业签订了合同，由其改造该公司遍布全国的众多水电站的转速控制和电压控制系统。改造工程始于2015年。虽然合同的重点是改造，但也包括后续的运行维护支持服务。

2014年年底，EDF从欧洲投资银行(EIB)获得了5亿欧元的财政援助，资助其各项现代化改造项目。这笔贷款占其所需资金的一半，用于支持2项重点项目：①“复兴”工程，升级已建电站装机容量和信息技术；②罗曼什-加韦(Romanche-Gavet)项目的重大改造计划。

装机93 MW的罗曼什-加韦项目将用1座大型地下水电站替代位于格勒诺布尔(Grenoble)市东南的罗曼什(La Romanche)河上的6座小型地面水电站，这些电站已建成并连续运行了60 a。

1.4卢森堡

伏伊特公司承担了卢森堡奥尔电力股份公司的维安登(Vianden)抽水蓄能电站4台发电机的改造工作。该电站靠近德国边界，通过德国莱茵集团(RWE)向德国电网供电并提供相应服务。电站于20世纪60年代中期投运，运行10 a后对电站进行了扩容。2014年再次扩容后，现有11台机组，水轮机装机容量1 290 MW，发电机视在功率1 485 MVA，水泵总容量1 045 MW。

1.5瑞典

瑞典的霍勒弗森(Holleforsen)水电站于1952年建成投运，最近进行了现代化改造，改造了3台转桨式水轮机中的1台。阿尔斯通公司表示，瑞典瀑布能源(Vattenfall)公司的投资可将机组寿命延长40 a，同时提高效率和发电量，并采用更多的环境保护技术。

该电站位于瑞典中部的因达尔(Indalsalven)河上，电站的上游和下游分别是斯塔斯瀑布(Stadsforden)和耶克维茨勒(Jarkvissle)电站。电站3台立式轴流转桨水轮机的额定水头为24 m，每台流量180 m3/s，最大出力50 MW。正在改造的3号机组外径5.51 m，其流量将增加5%。

据阿尔斯通公司介绍，改造合同于2014年完成，包括模型验收测试，更换转轮、导轴承、油压系统，以及改造水轮机部件(包括顶盖、基础环、底环、导叶和水轮机轴)。此外，工程还包括安装无油轮彀，使轴瓦不再需要润滑油。改造前，机组转轮轮毂需用油3 000 L。

1.6挪威

阿尔斯通公司最近在挪威斯堪的纳维亚半岛的多维弗斯(Dovikfoss)改造EB公司(Energiselkapet Buskerud)的水电站。电站位于挪威东南的德拉门(Drammenselva)河上,仅配有1台机组，装机25 MW,已投运40 a，工程包括维修和改造其发电机。

阿尔斯通公司早前为EB公司改造了米克斯图弗斯(Mykstufoss)电站和科格弗斯(Kaggefoss)电站。

1.7拉脱维亚

近年来，动力机械公司(Power Machines)和阿尔斯通公司均积极为拉脱维亚国家电力公司完成其水电现代化改造合同。

动力机械公司正在更换凯古姆斯(Kegums)Ⅱ级水电站的全部3台机组，机组将于2016～2018年投运。每台机组装机77 MW，水头15 m。该电站位于道加瓦(Daugava)河左岸，于1979年投运。该电站是装机容量264 MW的凯古姆斯工程的一部分，工程包括位于右岸的、建造于20世纪30年代的凯古姆斯一级水电站。凯古姆斯一级水电站于20世纪90年代末进行了改造。Latvenergo公司称，2014年整个凯古姆斯电站的总发电量为376 GW·h。该公司在道加瓦河上还有2座电站：普利亚文纳斯(Plavinas)电站和里加(Riga)电站，前者在20世纪90年代进行了改造。

阿尔斯通公司改造了里加电站的全部6台机组。每台机组由69 MW的转桨式水轮机和发电机组成，改造工程还包括新的控制系统和辅助设备。阿尔斯通公司2015年开始履行合同，将于2022年完工。该电站2013年发电量接近680 GW·h，预计将增加年发电量20 GW·h，同时提高效率，延长电站寿命40 a以上。

2　俄罗斯水电站的现代化改造

俄罗斯的许多水电站正在进行大规模现代化改造工程，大部工程由该行业的第一大公司——俄罗斯水电公司(RusHydro)承担。

2.1日古列夫水电站

动力机械公司最近为俄罗斯水电公司的日古列夫(Zhigulevskaya)水电站改造了13台机组中的7号机组。1～6号机组在2010年前完成了改造，当时动力机械公司与俄罗斯水电公司签订了现在的改造电站合同。该公司计划于2018年前改造完成其余的6台机组。最新改造的7号发电机组的装机容量增加了10.5 MW，达125.5 MW。随着余下机组的改造，该电站的装机容量将增加147 MW，达到2 488 MW。

日古列夫电站改造工程是俄罗斯水电公司综合改造计划的一部分。俄罗斯水电公司正在进行的其他改造项目包括沃特金斯克(Votkinskaya)、伏尔加(Volzhskaya)水电站的改造和升级。

2.2沃特金斯克水电站

2015年初，动力机械公司签订了一项为期10 a的合同，为沃特金斯克水电站更换10台机组，该电站装机容量1 020 MW，于20世纪60年代投运。原设备由动力机械公司供应。合同将于2025年到期，要求用10台115 MW的轮叶可调机组替换现有的2台110 MW和8台100 MW的机组。合同还包括发电机、自动控制和辅助设备的改造。

2.3伏尔加水电站

在伏尔加水电站，动力机械公司与东芝公司合作，供应新变压器(4台单相500 kV自动变压器，每台267 MVA)。设备将于2016年年中交付。2011年动力机械公司还签订了1份为期10 a的合同，供应10台145 MW的新水轮机和22台144.5 MW的发电机。到目前为止，已经改造完14台水轮机和4台发电机。整个电站的现代化改造将于2021年前完成。

2.4萨彦舒申斯克水电站

俄罗斯水电公司最大的水电站——萨彦舒申斯克水电站的发电厂房改造将其最大出力增加到5 100 MW。最近，还改造了连接电站的输电线路，使电站装机容量增加了250 MW 。此前，在以提高自动化系统可靠性为重点的电厂内部改造中，电站装机增加了450 MW。

萨彦舒申斯克水电站总装机6 400 MW，2009年发生了重大事故，导致75人丧生。最近几年，重造和更换了许多毁坏的水轮机，但电网连接的局限性仍然限制了其发电量。2014年末，完成了发电机组的大规模重建工程。水电站的10台装机640 MW的机组全部被更换掉。最初，修复工作的重点是修理和改造受损最小的机组。从2011年起，引进了第1台新机组。2013年起，开始更换已修复并重新投入运行的旧机组。

2.5其他项目

根据2015年4月的投资报告，2012～2014年间，除了修复和改造萨彦舒申斯克水电站的设施外，俄罗斯水电公司还投资改造了更多的水电站，增加了145 MW装机容量。2015～2019年，公司计划通过水电资产的升级和现代化改造再增加346 MW装机。在其最新的电站升级支出预算之外，该公司还计划修复位于阿布哈兹(Abkhazia)的佩列帕登耶(Perepadnye)水电站。

2.6改造计划投资及预期效益

俄罗斯水电公司的修复和改造计划于2011年审批通过，旨在解决资产老化、可靠性不断下降、监管不到位等多重问题，使资产升级更加统一、全面，特别是解决20世纪90年代的经费不足问题。2014～2017年间，每年用于修复和改造的投资预算约10亿美元。除了动力机械公司，参与俄罗斯水电公司各项工程的其他主要制造商包括阿尔斯通、伏伊特、ABB等公司。

俄罗斯一半以上的水电站已建成31～50 a，与其他水电大国相比，如美国、加拿大和巴西，其在该周期所有的电站占比最大。虽然其服役时间更长的水电站数量占20%，与加拿大相当，但远远落后于美国的40%。前苏联解体后，在20世纪90年代，俄罗斯已建电站长期遭受经费不足的困扰，但其他水电大国没有遇到这方面问题。

该公司的投资报告显示，各类改造项目所需资金占比分别为：水轮机37%，发电机20%，辅助设备17%，安全、自动控制13%，重建水工建筑物6%，变压器5%，其余用于改进设计。总之，需要更换154台水轮机(占现有水轮机总数的55%)、119台发电机(占现有总数的45%)、176台变压器(占现有总数61%)。到2025年，预计装机容量增加近800 MW，年发电量增加总计1 400 GW·h。

公司将通过减少溢水、提高电站使用率、消除技术限制和内部优化来提高现代化改造工程的发电量，从而增加收益。

刘明方丽杰译

(编辑：陈紫薇)

2016-02-17

设计与施工

1006-0081(2016)08-0014-03

TV73

A