李 健
(东武仕水电站,河北 邯郸 056500)
河北省邯郸市东武仕水电站是东武仕水库水利枢纽工程的一个组成部分,属坝后式电站,距磁县县城约7 km。电站建于1972年,1975年投产发电,装机容量2×3 200 kW,设计水头30 m,设计发电流量25.2 m3/s,多年年平均发电量1 000万kW·h。2015年电站增效扩容工程完成后,3 a平均发电量达到了1 369 kW·h,平均增效达到了37%。
2017年6月,水利部下发了“关于开展绿色小水电站创建工作的通知”,东武仕水电站秉持“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,开展了绿色小水电创建工作,于2017年12月通过了水利部审核验收,成为全国首批绿色小水电站。
电站与北京中水科合作,量身订做异型转轮。为了确保河道生态基流和水轮机水能高效转化,将原2台相同型号的机组流量7~12.6 m3/s正常运行流量段进行技术改造(1号机4~8 m3/s,2号机8~13 m3/s)。结合高级渠机组将流量运行范围扩展为0.8~25.2 m3/s,既满足生态基流又实现各种需水流量段的高效利用,并满足下游水质要求。
启示:高效转轮的利用和异型转轮的改造,对水能高效利用及保持生态基流是一种行之有效的方式和途径。
经过对发电机组的增效扩容改造,2台机组在相同水头和流量下,发电机出力均增加200~250 kW,效率提高了20%。
启示:在水库坝后式水电站面对工农业用水不同需求的流量段,通过高效转轮的采用,使发电量得到大幅提高,这对我国大批量的安装于20世纪七八十年代的小水电发电机组的增效改造,有值得参考的价值和意义。
电站研究建立“发供电一体”节能增效发展模式,通过新建直供电微电网,增加经济效益。同时,为当地乡镇农民微小企业提供廉价电力,为当地农民致富及建设全面小康社会做出了贡献。
启示:水电站属于清洁能源,水电站建立自己的微电网,实现清洁能源的就近转化,改变了电站经由变电站给用户供电的传统输电模式,大幅减少了线路损耗,降低了用户的用电费用,具有良好的社会效益。
改造后自动化设备互相兼容,达到了“一键开停机和无人值班(少人值守)”的要求。运值人员由原来的40人减少到了现在的8人,大大降低了所需的人力成本。
启示:目前,农村小水电“无人值班(少人值守)”系统技术已经成熟稳定,并与励磁系统、蝴蝶阀操作系统、调速器操作系统互相兼容。“无人值班(少人值守)”应用成功,是降低电站运行人力成本的主要途径。
在增效扩容改造中,电站采取分阶段、分单元施工的方式,不但做到了工程按期完成,还确保了下游生态和工业用水,同年实现了年发电量1 001万kW·h,确保了年度发电任务的顺利完成。
启示:机组数量2台及2台以上小水电站的增效扩容改造,可以通过优化组织设计施工步骤和优化分配工期,最大程度的保证水能资源的利用率。
增效扩容改造和绿色小水电的创建,使电站的经济收入有了明显的增加。东武仕水电站连续3 a平均发电量为1 369万kW·h,近3 a平均资产负债率为33.75%,保持在较低水平。特别是创建绿色小水电站的2017年,电站发电量达到了1 800万kW·h,近区供电达到了1 100万kW·h,发供电一体运行模式的建立和绿色小水电的创建从管理上极大地提高了企业盈利能力和社会效益。
启示:通过增效扩容改造、近区微电网改造等硬件建设,再加上绿色小水电创建过程中企业管理的革新和改进,使电站的管理水平和发电效益都上升了一个新台阶。
总之,东武仕水电站增效扩容改造工程的完成和微电网建设及发供电一体模式的建设为绿色小水电的创建成功打下了坚实的基础。根据绿色小水电评价标准,经水利部评审考核,各项得分如下:生态环境得分49分,社会和谐得分18分,管理规范得分15分,经济运营得分9分,总得分为91分,评为全国44座绿色小水电站之一。