张坑电站智慧化改造实践

李慧娟

(金华市五百滩航运开发有限公司，浙江 金华 321000)

0 引 言

截至2019年年底，我国农村小水电站有4.5万余座，占全国电力总装机容量的4.1%。小水电广泛分布在农村及山区，对农村和山区脱贫攻坚、消薄扶贫、改善生态环境等方面起到了积极作用，提升了当地的经济，解决了部分人员的就业，

这4.5万余座农村小水电站中，约占90%的是发电机电压为400 V的低压机组。这些电站因装机容量较小，限于投资、运维人员自身的技术能力、思维理念等方面的因素，在电站建设过程中，电站的设备相对较简陋，与高压机组相比较，自动化基本没有，发电靠手动，更谈不上智慧化。同时，农村小水电站地处偏僻，电站运行人员年龄普遍偏大，以当地的村民为主，谈不上运行管理专业化，村里的年轻人均在外工作，农村小水电站的运行面临后继无人的困境。

要改变农村小水电的现有局面，可以从两个方面着手。一是技术方面。通过对主辅机设备的改造，提高电站的自动化和智慧化水平，电站实现无人值班有人值守。二是管理体制方面。电站可以由运维公司收购或委托运维，进行集约化管理，组建专业的运维队伍，由专业的人员做专业的事。通过技术改进与管理体制来保证小水电站安全可靠并长期稳定运行，促进小水电绿色发展。

1 电站概况

浙江省金华市婺城区张坑电站装机容量为1台320 kW卧式机组，水轮机型号为斜击式XJA—W—55/1×14.5，发电机型号为SFW—W320—10/850，电压400 V，无刷励磁。水轮机、发电机均为2012年的产品，调速器为手电两用，励磁手动；主阀为手动闸阀，发电机开关柜无自动控制功能，电站运行方式为全手动。

2 改造实践

2021年初，自动化基础薄弱的张坑电站由国有的婺城区五百滩绿能公司收购。为提高电站自动化控制与智慧化管理水平，公司随即开始着手电站的智慧化改造，改造目标是实现电站无人值班。

五百滩绿能公司的智慧化管理分为三个层次：第一层为电站的智慧化无人值班；第二层为公司的集控中心；第三层为公司的智慧化管理云平台。张坑电站的智慧化改造为第一层的电站智慧化改造。

根据电站原有情况，电站要实现无人值班智慧化管理，发电机开关柜应更换为发电机智慧管理控制系统、手电两用调速器应更换为液压调速器、无刷励磁调节器应更换为自动调节器、机组主阀应更换为液控球阀，确保电站机组实现自动控制。

为使改造具有针对性，适合低压机组的特点，机组智慧控制系统选用杭州国望科技有限公司的产品，与发电机的开关组成一个控制柜，在控制的触摸屏上实现机组的开机、停机控制、负荷调节，机组实现自动同期并网，具有完善的电气保护。调速器的电控部分也放在智慧控制系统中，在机旁只有液压部分，体积小巧；无刷励磁调节器也装在智慧控制屏上。智慧控制屏具有集成度高，在电站现场具有外部接线少的特点，便于现场改造施工。

电站智慧控制系统具有高度自动控制功能，除在智慧控制柜上通过触摸显示屏控制机组外，还能通过另外3种方式对机组进行控制。一是通过手机对机组进行开停机控制与负荷调节控制；二是根据前池水位自动控制机组的开停机与负荷调节；三是在集控中心实现对机组的开停机控制与负荷调节控制。不同的控制方式可以应对不同的管理要求、来水以及峰谷电价对控制的要求。

因丰水期，未能将机组主阀更换为液压操作主阀，在枯水期再安排更换。

3 实施效果

张坑电站智慧化改造完成后，丰水期运行已2个多月，达到电站“无人值班、自动运行”的目标。自动控制功能齐全、运行可靠，电站值守人员主要负责周边巡查和前池拦污栅清污，减少了电站运行人员。电站内设备布置简洁，设备改造完成后，电站对厂房环境进行整治，形象面貌焕然一新。

4 结 语

从张坑电站的智慧化改造实践看，从技术和管理方面着手，是可以提高电站运行的可靠性、安全性，改变目前农村小水电面临的困境，解决农村小水电的技术、人员等问题。小水电在节能减排方面的作用是毋庸质疑的，智慧化改造是一条符合农村小水电长期绿色发展的道路。