小水电站群综合自动化的探讨

电力18讯：    
1 长春工程学院 2 武汉理工大学 3 吉林省地方水电局  贾振国1　许　琳1　何　军2　邓长君3  

摘要：针对小型水电站比较集中的地区，结合小水电自身的特点，论述了目前小水电站自动化改造中存在的问题，提出了小型水电站群实现综合自动化的结构模式和管理方法，从而实现小水电站的"无人值班"（少人值守）运行。

关键词：小水电群；综合自动化；实现方式

1 概述

1.1 我国小水电的开发现状

21世纪，中国将坚定地向中等发达国家迈进，其中能源、电力供应是首当其冲要解决的问题。我国水电资源丰富，居世界首位，可开发装机容量378GW，发电量1.9PWh。在我国可开发的水电资源中，其中可开发小水电资源占75GW。小水电资源分布广泛，在全国2166个县（市）中有1573个县有可开发小水电资源，其中可开发量在10～30MW的县有470个，30～100MW的县有500个，超过100MW的县有134个。目前全国已建成小型水电站6万余座，装机容量超过30GW。

党中央、国务院尤其重视农村小水电建设，2003年部署启动了小水电代燃料建设。规划目标到2020年解决2830万户、1.04亿农村居民生活燃料，新增小水电代燃料装机24.04GW。实现人与自然和谐发展，以水资源的可持续利用保障经济和社会的可持续发展。

1.2 小水电自动化方面存在的问题

目前我国大、中型水电站已经普遍采用计算机监控系统，尤其是百万以上装机容量的水电站大多已经实现“无人值班”或这些电站所采用的自动化设备和装置一般都比较先进和复杂，价格昂贵，不仅不适合于在小型水电站中推广应用，同时也与小水电站的自身特点不相适应。

1.2.1 小水电站建设资金短缺，自动化水平低

小水电站以地方投资和民间集资为主，资金来源有限。因此，在兴建过程中主要力求设备简单、造价低廉，这样就制约了小水电站自动化水平的提高。同时由于小水电站每年的技术更新费用很少，即使设备存在缺陷也没有足够的资金去更新和完善。例如在某些几百kW的小水电站在机组停机过程中采用木棍撬杠进行机组刹车的情况并不少见；再如在小水电站中基础自动化装置不完善，很多小水电站没有自动同期装置，调速一般采用老式机械液压调速器，很多已经不能进行远方操作和调节。

1.2.2 技术力量薄弱，不能适应自动化运行要求

小水电站一般地处偏远山区，技术力量薄弱，运行维护人员以本地人为主，大多没有受过正规的专业教育和培训，无法适应复杂、繁多的自动化装置和应付复杂的运行方式的要求。有些小水电站连一块万用表都没有，更别说示波器等先进的检测仪器和设备了。表1、2是兰州工业高等专科学校尤世炎老师统计的甘肃四地区水电资源利用情况和从业人员组成情况表。




1.2.3 管理体制制约了自动化水平的提高

长期以来，多个部门对小水电进行管理，在部门间产生了职能交叉。由于职责不明，分工不清，在一定程度上削弱了政府对小水电的宏观调控和行业管理。在省县级机构改革中，这种情况进一步加剧，使有的地区小水电管理处于混乱和停滞状态，严重的制约了小水电综合自动化水平的提高。

2 小水电站群实现综合自动化的必要性、模式和步骤

2.1 小水电站群实现综合自动化的必要性

小水电站一般地处偏远山区，同一流域内往往有几座或十几座电站构成梯级小水电站群，每个小水电站都配备了各自的技术、运行和管理人员，缺乏各电站间的协调运行管理。由于各小水电站普遍存在设备老化、技术落后、人浮于事、效益差等现象，无法实现优化运行管理。因此，设法整合各小水电站的优势，提高小水电站群的综合自动化水平势在必行。以吉林省为例，目前吉林省已建、在建和规划小水电站161座，装机451台，总容量691.103MW。其中1MW以上小水电站59座，装机195台，总容量288.829MW；已建1MW以下小水电站79座，装机184台，总容量29.734MW；在建小水电站10座，装机29台，总容量89.32MW；规划建设小水电站13座，装机43台，总容量283.22MW。这些电站的大部分集中在安图、抚松、长白和通化境内。

类似安图、长白这样小水电站集中地区在全国有很多，每座小水电站的运行管理人员平均达到20人左右，不仅加大了发电成本，也阻碍了电站自动化水平的提高。因此有必要探讨和研究小水电站群的综合自动化问题。

2.2 小水电站群实现综合自动化的模式

小水电站群的综合自动化问题包括电站级自动化和集中控制中心自动化两方面内容。

2.2.1 电站级自动化

小水电站的自动化重点不在于高性能，也不能像大中型水电站那样追求功能的完善化，不能照搬大、中型水电站自动化系统的模式和配置，而要根据小水电站的特