中国农村水电站自动化的现状与发展趋势

电力18讯：    游大海　武汉华工电气自动化有限责任公司总经理


水电站自动化是电力系统自动化的组成部分，目的是提高发供电的可靠性，保证电能质量及电力系统经济安全运行，同时也有效地改善运行人员的工作条件，最终提高水电企业的市场竞争力。

一. 水电厂自动化的发展回顾

我国大中型水电厂自动化以计算机监控技术为平台,经过二十多年的发展已经日趋成熟,而我国农村中小水电厂的自动化正处于一个推广应用快速发展的阶段。大中型水电厂的监控技术的成熟在于：

1. 起步早,在1979-1985年就以葛洲坝、富春江等四个电厂为试点制定了水电厂自动化的七年发展规划，在试点成功以后，于1987年在南京召开了“全国水电厂自动化技术总结和规划落实工作会议”，又于1993年在成都召开了“全国水电厂计算机监控系统工作会议”，启动和落实了推广工作，规定“八五”期间应有40个大型水电厂（群）实现计算机自动经济运行及安全监测。

2. 重视程度大，由于大中型电厂多归口原国家电力部主管，且电厂在系统中的作用又比较重要，因而不论从安全运行，还是从经济效益的角度来说都把推广以计算机监控为基础的自动化工作放在了非常重要的位置，来加以推广应用。

3. 人员素质较高，电力行业技术比较专业，均受过良好的专业教育与技术培训。

4. 资金比较充裕。

5. 管理比较规范，不论在设计方面，还是在技术实施方面，大中型水电厂在上述条件下，水电厂自动化工作基本做到了以下内容：

● 保证合理的资金预算与支付；

● 根据水电厂的装机容量，在系统中的地位进行规范化设计；

● 安排比较周密的工期计划；

● 选择具有实力的供货厂家；

● 按以下原则实现了水电厂的综合自动化：统筹考虑、电厂运行、电力调度、水利调度、航运调度、水情测报、灌溉、防洪等彼此之间的关系。

中国农村水电或中小水电起源于20世纪90年代，指总装机在5万kW以下水电站及其配套电网。

中小水电站的自动化技术的发展大致分三个阶段：

第一阶段为20世纪70年代以前，基本为传统的机电电磁技术；

第二阶段大约为90年代期间，为计算机监控技术在中小水电站移植试点阶段，此阶段的状况是：

● 模仿大中型水电厂的监控模式，将大中型水电厂的模式直接搬到中小水电站上来；

● 将用于变电站中的综合自动化模式略加修改搬到水电站上来；

● 少数厂家结合中小水电站的特点，研制开发出适合于中小水电站的计算机监控模式，并致力于推广应用。

第三阶段为2001年以来，尤其是2002年5月国家水利部在湖南郴洲召开的“全国农村水电现代化建设工作现场会”，并在当年由于水利部颁发了水电（2003）170号文以来，在全国农村水电领域展开了全面推广现代化技术的工作，经过十多年的试点，中小水电站自动化水平已到一个关键的攻坚阶段。目前农村水电作为农村基础设施的重要组成部分，中小型水电站得到了快速的发展，但由于在农村水电建设的历史上是重建设、轻管理，建设资金缺乏，技术力量不强。在设计、设备选型、设备管理、资金投入、人才水平等方面与大电网有较大的差距，因此迫切需要加强全面行业管理。

二. 农村水电自动化现状调查及分析

根据《农村水电技术现代化指导意见》的精神，总结公司近20年来从事中小型水电厂计算机监控系统的设计、生产、安装、服务经验，从农村水电厂现场调查、总体设计、系统结构、设备选型、施工方案等方面进行全面统计和分析，制定了专门针对新建农村水电厂和改造农村水电厂自动化建设的详细设计、生产、工程服务技术文件和管理流程。为更客观的了解农村水电厂的现状，公司成立了专门现场调查小组，选择了湖南进行实地调查，共22座水电站，这些电站基本上是在90年代末建成投运，总装机从400kW到4000kW，重要分布在山区，没有专门的道路，大部分为田间小路，坑坑洼洼，水电站周围没有住家，方圆几里都见不到人。这些水电站由于总投资少，对于水电站的自动化元件投入成本有限，因此在建站初期基本不考虑自动化。基本现状如下：

1. 采用一机两屏的模式，一台励磁屏，一台低压控制同期屏；

2. 全手动机械调速器；

3. 手动旋转多圈电位器实现励磁调节；

4. 电动机传动控制进水阀；

5. 没有气系统、油系统，只有简单的水通道；

6. 没有测速装置，靠经验判断；

7. 没有自动刹车系统，通过以下三种方式刹车：

● 没有任何刹车手段，机组自行停机；

● 对于冲击式水轮机，水轮发电机均置于厂房地面，其刹车采用木棒直接顶平衡轮刹车；

● 对于轴流式水轮机，一般情况不刹车，在紧急条件下，采用人工补气刹车和木棒刹车；

8. 400V机端电压，一