摘要小水電存在裝機(jī)容量小，地處偏僻，管理成本過高，設(shè)備陳舊老化嚴(yán)重，發(fā)電效率低下等諸多問題。為有效降低小水電站的管理成本，提高發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，保障設(shè)備的安全性和可靠性，本文從小水電目前的政策、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行論述，分析小水電智能化建設(shè)的必要性和緊迫性，提出水電站建設(shè)的方案和措施。

關(guān)鍵詞小水電;智能化;建設(shè);措施

截至2014年，我國裝機(jī)5萬千瓦及以下的水電站四萬多座、裝機(jī)三千多萬KW。我國小水電開發(fā)程度還很低，僅占可開發(fā)資源的28.6%，發(fā)電量也僅為全國總發(fā)電量的5.5%?！端姲l(fā)展“十三五”規(guī)劃》（2016-2020）提出：“要按照流域內(nèi)干流開發(fā)優(yōu)先、支流保護(hù)優(yōu)先的原則，嚴(yán)格控制中小流域、中小水電開發(fā)，保留流域必要生境，維護(hù)流域生態(tài)健康。水能資源豐富、開發(fā)潛力大的西部地區(qū)重點(diǎn)開發(fā)資源集中、環(huán)境影響較小的大型河流、重點(diǎn)河段和重大水電基地，嚴(yán)格控制中小水電開發(fā)，支持離網(wǎng)缺電貧困地區(qū)小水電開發(fā);開發(fā)程度較高的東、中部地區(qū)原則上不再開發(fā)中小水電。棄水嚴(yán)重的四川、云南兩省，除水電扶貧工程外，“十三五”暫停小水電和無調(diào)節(jié)性能的中型水電開發(fā)。根據(jù)國家的相關(guān)政策及當(dāng)下的環(huán)保壓力，小水電已經(jīng)很難再開發(fā)了。那么，充分改造和挖潛現(xiàn)有的小水電站資源就是目前來說最好的措施之一。

小水電站本身規(guī)模較小，多數(shù)是徑流式電站，導(dǎo)致電量生產(chǎn)有限，生產(chǎn)成本偏高。電站人工成本過高，成本約占了經(jīng)營成本的70%及以上。設(shè)備老化嚴(yán)重，運(yùn)行效率不高。小水電設(shè)備沒有智能化，無法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化運(yùn)行，梯級(jí)電站無法做到聯(lián)合調(diào)度，水利用率無法達(dá)到最大化。設(shè)備安全保護(hù)措施落后，設(shè)備“非?！笔鹿暑l發(fā)，人為操作事故時(shí)有發(fā)生，人身設(shè)備安全得不到保障。

3.1水電廠的智能化建設(shè)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分

智能電網(wǎng)是21世紀(jì)電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。智能電網(wǎng)是國家電網(wǎng)公司2009年提出的。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，依靠先進(jìn)的信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”高度融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。智能電網(wǎng)以數(shù)字化信息化、自動(dòng)互動(dòng)化為特征，包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等環(huán)節(jié)，能夠涵蓋電源、電網(wǎng)、用戶整個(gè)流程。我國水能資源豐富，全國水力發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量占全部裝機(jī)容量的20%以上。水力發(fā)電在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)占有重要地位，水電廠的智能化建設(shè)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。

3.2水電廠智能化建設(shè)可有效提高發(fā)電企業(yè)的管理效率和經(jīng)濟(jì)效益

水電廠自動(dòng)化一直朝著數(shù)字化、智能化、一元化、個(gè)性化、信息化的方向發(fā)展，但是由于水電自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠商眾多，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息模型，不同的自動(dòng)化系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，不同數(shù)據(jù)流難以實(shí)現(xiàn)融合，水電廠自動(dòng)化設(shè)備升級(jí)改造困難，致使自動(dòng)化系統(tǒng)一體化及智能化程度低，無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能決策，生產(chǎn)檢修維護(hù)成本高，嚴(yán)重制約了水電廠效率和效益的提高。同時(shí)，越來越重的人工成本已經(jīng)嚴(yán)重的影響了小水電站的經(jīng)濟(jì)效益，因此，開展智能水電廠的建設(shè)日益迫切。

如廣西農(nóng)村投資集團(tuán)發(fā)電公司屬下有183個(gè)電站，絕大部分裝機(jī)都為五萬以下電站，共有運(yùn)行人員三千余人，每年人工成本將近3.3億元。目前該公司擬通過智能化電站建設(shè)來提高經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)測(cè)算，該公司分批投資3.5個(gè)億，改造150個(gè)電站，按照智能電站建設(shè)要求，建設(shè)成功后電站將改為無人值守，公司以此將會(huì)每年節(jié)約人工9900萬元，同時(shí)還可以提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)收益2500萬元，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。從該公司所屬西林駝娘江電廠建成的試點(diǎn)來看，該梯級(jí)流域共有19個(gè)電站，總裝機(jī)18萬千瓦，年發(fā)電量為6.5億。智能電站改造前原來年平均虧損達(dá)到一千萬元，經(jīng)過改造后，現(xiàn)在已經(jīng)開始扭虧為盈了，在經(jīng)濟(jì)效益顯著的同時(shí)也大幅度的降低了人的工作量和設(shè)備事故的發(fā)生。

4.小水電站智能化建設(shè)的意義

小水電站通過智能化建設(shè)，通過科技興企，解放生產(chǎn)力的同時(shí)，可以提供可靠的清潔能源，同時(shí)最大化的提升電站的經(jīng)濟(jì)效益，其主要意義有以下幾點(diǎn)：

（1）水電廠智能化建設(shè)可有效提高發(fā)電企業(yè)的管理效率和經(jīng)濟(jì)效益;

（2）智能水電廠可以增強(qiáng)網(wǎng)廠協(xié)調(diào)能力，提高供電可靠性和供電質(zhì)量;

（3）智能水電廠可以提高水電生產(chǎn)安全和水力資源利用率;

（4）智能水電廠可以實(shí)現(xiàn)智能輔助決策，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，提高水電廠的企業(yè)效益和社會(huì)效益。

5.1充分利用國家政策

小水電的建設(shè)發(fā)展，一方面要自覺服務(wù)國家與社會(huì)發(fā)展的重大需求，另一方面要提高政策敏感性，及時(shí)掌握政策，領(lǐng)會(huì)精神，用好各種優(yōu)惠政策。要充分利用國家相關(guān)政策，來為小水電智能化電站建設(shè)爭取資金和政策。如《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（2016-2020）、《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》（增效擴(kuò)容）、《農(nóng)村小水電扶貧工程試點(diǎn)實(shí)施方案》等等，都對(duì)小水電技術(shù)改造和增容都有政策支持，同時(shí)一些省市還對(duì)經(jīng)過增效擴(kuò)容改造的電站電價(jià)進(jìn)行提高，這些政策都是有利于小水電站的智能化建設(shè)。除了當(dāng)?shù)厮块T，還有如科技廳的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)重大項(xiàng)目，工信委兩化合一項(xiàng)目，大數(shù)據(jù)局大數(shù)據(jù)示范平臺(tái)項(xiàng)目等等，需要我們掌握其扶持的政策，立項(xiàng)要求，“削足適履”，爭取一切可以爭取的支持。

5.2制定小水電智能化電站建設(shè)規(guī)劃

根據(jù)各地域的不同，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)情況，按照?“互聯(lián)網(wǎng)+”智能水電站模式，做好短期、中長期規(guī)劃。重點(diǎn)發(fā)展與信息技術(shù)的融合，推動(dòng)水電工程設(shè)計(jì)、建造和管理數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，對(duì)具備區(qū)域聯(lián)合調(diào)度的小水電進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，對(duì)“孤島”型或者管理不便的電站采取分步規(guī)劃。

5.3制定小水電智能化電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

智能化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一配置、統(tǒng)一投資）”的原則。對(duì)規(guī)劃區(qū)域的小水電根據(jù)電站的設(shè)備、環(huán)境情況進(jìn)行綜合考慮。在考慮達(dá)到智能化電站運(yùn)行的前提最大化的利用和改造原有的設(shè)備，這樣可以有效降低建設(shè)的成本。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要充分考慮“互聯(lián)網(wǎng)+”小水電站群云監(jiān)控與大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)研發(fā)，打造科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、安全、可執(zhí)性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

5.4建立小水電智能化電站管理體系

（1）做好項(xiàng)目招標(biāo)管理。擬好招標(biāo)計(jì)劃及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模和要求靈活開展招標(biāo)安排;

（2）做好項(xiàng)目施工建設(shè)的計(jì)劃和目標(biāo)，引入績效考核來推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)。同時(shí)在制定建設(shè)計(jì)劃時(shí)需考慮電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)充分利用枯水季節(jié)進(jìn)行施工，避免發(fā)電經(jīng)濟(jì)損失;

（3）做好技術(shù)資料的完善，規(guī)范管理。屏柜的資料隨柜放，站內(nèi)專用資料柜，電站設(shè)立專門資料室，有條件的建立電子化檔案室;

（4）開展水電站綠色高效發(fā)電技術(shù)研究。建立單臺(tái)機(jī)組測(cè)定綜合效率曲線，實(shí)現(xiàn)單機(jī)高效發(fā)電;基于水情及機(jī)組信息，研究電廠機(jī)組組合問題，實(shí)現(xiàn)水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;做好水情預(yù)測(cè)、出力預(yù)測(cè)，結(jié)合流域信息，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度;

（5）電站智能化建設(shè)與運(yùn)行管理規(guī)范化同步進(jìn)行，制定《少人值守水電站運(yùn)行管理規(guī)程》、《水電站節(jié)能高效發(fā)電作業(yè)指導(dǎo)書》等，“一站一冊(cè)”、因地制宜地實(shí)施水電站綠色高效運(yùn)行工程;

（6）電站智能化建設(shè)與管理信息一體化平臺(tái)建設(shè)同步推進(jìn)，通過管理平臺(tái)有效的整合資源和進(jìn)行調(diào)配，最大化的發(fā)揮智能化電站的效益。

綜上所述，小水電智能化電站的建設(shè)，對(duì)小水電提高經(jīng)濟(jì)效益，降低管理成本，保障設(shè)備的安全性和可靠性有著非常重要的意義，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能化電站建設(shè)將會(huì)廣泛的應(yīng)用到小水電建設(shè)中，通過“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，最大化的提高小水電的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 馮汗夫，等.智能水電站建設(shè)的思考[J].計(jì)算機(jī)監(jiān)拉技術(shù)，2010，34（6）：1-5.

[2] 張麗香. 智能控制的發(fā)展前景及在電廠中的應(yīng)用[J].電力學(xué)報(bào)，2002，17（4）; 247-250.

[3] 王德寬，張載，劉曉波，等.智能水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)總體構(gòu)想初探[C].中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)信息化專委會(huì)2010年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C]：1-7.麗江，2010.7.

[4] 3王德寬，張較，劉曉波，余江城，張建明，何飛躍，等，白山發(fā)電廠智能化水電廠建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)方索。北京中水科水電科技開發(fā)有限公司研究報(bào)告，2010.

黃安華（1975-），男，本科學(xué)歷，工程師職稱，主要從事水工建筑物施工、運(yùn)行、維護(hù)管理等方面研究。