水電站“區(qū)域集控、無(wú)人值守”運(yùn)行管理模式的探討

劉朋 劉持源 黃德福

摘 要：本文首先介紹了國(guó)內(nèi)水電領(lǐng)域無(wú)人值班（少人值守）的發(fā)展與現(xiàn)狀，基于國(guó)家水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃，通過(guò)創(chuàng)新運(yùn)行理念，提出了水電站“區(qū)域集控 無(wú)人值守”的一體化運(yùn)行管理模式，詳細(xì)分析了管理方法、實(shí)施策略以及面臨的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：水電站；區(qū)域集控；無(wú)人值守；一體化管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.202

0 引言

由于水電站大部分建在深山邊遠(yuǎn)地區(qū)，距離城市較遠(yuǎn)，給生產(chǎn)一線人員帶來(lái)諸多不便，特別是傳統(tǒng)水電站，技術(shù)、設(shè)備、生產(chǎn)方式都相對(duì)落后，運(yùn)行人員24h監(jiān)控值班，這種運(yùn)營(yíng)方式對(duì)人力資源、物力資源需求很大，滯后人才發(fā)展，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

如今，隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和制度不斷完善，水電站設(shè)備與相關(guān)技術(shù)得到了很大程度的創(chuàng)新和改進(jìn)，而新電站施工設(shè)計(jì)原則就是按照“無(wú)人值守”進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，自動(dòng)化程度較高，監(jiān)控系統(tǒng)較完善，且已實(shí)施“遠(yuǎn)方集控 、少人值守”運(yùn)行管理模式。本文在“遠(yuǎn)方集控 、少人值守”基礎(chǔ)上主要闡述水電站實(shí)施“區(qū)域集控 無(wú)人值守”運(yùn)行模式的意義、管理方法、實(shí)施策略，促進(jìn)了企業(yè)更加高效、快速向數(shù)字化智能型電站發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化人力資源配置，降低生產(chǎn)成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

1 水電發(fā)展現(xiàn)狀

水電作為技術(shù)成熟、運(yùn)行靈活的清潔低碳可再生能源，并有防洪、供水、航運(yùn)、灌溉等綜合利用功能，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益顯著。根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水能資源可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量約 6.6 億千瓦，年發(fā)電量約 3 萬(wàn)億千瓦時(shí)，按利用 100 年計(jì)算，相當(dāng)于 1000 億噸標(biāo)煤，在常規(guī)能源資源剩余可開(kāi)采總量中僅次于煤炭。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)水電裝機(jī)容量和年發(fā)電量已突破 3 億千瓦和 1 萬(wàn)億千瓦時(shí)，分別占全國(guó)的 20.9% 和 19.4%，水電工程技術(shù)居世界先進(jìn)水平，形成了規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、裝備制造、運(yùn)行維護(hù)等全產(chǎn)業(yè)鏈整合能力。

“十三五”期間，中國(guó)新開(kāi)工常規(guī)水電和抽水蓄能電站各6000萬(wàn)千瓦左右，預(yù)計(jì)2020年水電總裝機(jī)容量達(dá)到3.8億千瓦，其中常規(guī)水電3.4億千瓦，抽水蓄能4000萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量12500億千瓦時(shí)，折合標(biāo)煤約3.75億噸，非化石能源消費(fèi)比例保持在50%左右。

2 國(guó)內(nèi)無(wú)人值班（少人值守）發(fā)展與現(xiàn)狀

我國(guó)于 20 世紀(jì) 90年代開(kāi)始探索水電站“無(wú)人值守”模式。截至1998 年底，廣州抽水蓄能、遼寧太平灣、湖北葛洲壩和清江隔河巖等 4 座大中型水電站率先實(shí)行了“無(wú)人值班” （ 少人值守） 運(yùn)行方式。隨后，南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻公司旗下的惠州抽水蓄能電站、清遠(yuǎn)抽水蓄能電站、魯布革水電站等，均采取“關(guān)門(mén)運(yùn)行、遠(yuǎn)方控制”的值班方式； 華能瀾滄江公司旗下的糯扎渡、小灣、漫灣等水電站，華電烏江公司旗下的構(gòu)皮灘、洪家渡、東風(fēng)等水電站，國(guó)電大渡河公司旗下的瀑布溝、龔嘴、銅街子等水電站、湖北清江公司旗下的水布埡、隔河巖及高壩洲等水電站，均實(shí)現(xiàn)流域水電站“集中控制、無(wú)人值班”的值班方式。其中，火溪河流域的涪江公司4個(gè)梯級(jí)水電站實(shí)行遠(yuǎn)方集中控制。

3 “區(qū)域集控 無(wú)人值守”運(yùn)行管理模式實(shí)施策略

3.1 “區(qū)域集控 無(wú)人值守”概況

在多個(gè)水電站附近區(qū)域成立一個(gè)集控中心，對(duì)各站設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、監(jiān)測(cè)、控制，各站生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)值班人員，機(jī)組工況轉(zhuǎn)換、負(fù)荷調(diào)整由相應(yīng)的調(diào)度機(jī)構(gòu)或集控中心發(fā)令并按程序自動(dòng)執(zhí)行；在指定的待命值班地點(diǎn)設(shè)立待命值班人員隨時(shí)待命，待命人員定期到廠房巡視，當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常或故障時(shí)，相關(guān)自動(dòng)裝置能自動(dòng)處理，不需要人員到現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)干預(yù)。

3.2 實(shí)施“區(qū)域集控 無(wú)人值守”的意義

3.2.1 管理上創(chuàng)新方式、優(yōu)化提升，流程上精簡(jiǎn)環(huán)節(jié)、提高效率

“區(qū)域集控 無(wú)人值守”運(yùn)行管理模式，對(duì)水電站集中管理，極大程度上保證調(diào)度、 監(jiān)控的和諧統(tǒng)一， 縮短調(diào)度命令的傳達(dá)轉(zhuǎn)化時(shí)間和過(guò)程， 減少事故、異常處理時(shí)間， 加快電站發(fā)展和提升工作效率，對(duì)提升管理水平、運(yùn)作效率、集約化、精益化管理有著積極作用，有利于電站安全運(yùn)行。

3.2.2 節(jié)約人力資源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

實(shí)行“區(qū)域集控 無(wú)人值守”運(yùn)營(yíng)模式，充分利用先進(jìn)的通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端操控與統(tǒng)籌監(jiān)管，不僅可以從根本上節(jié)省寶貴的人員勞動(dòng)力，而且在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，水電站運(yùn)行過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)均可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高速的分析和處理，進(jìn)一步提高電站安全生產(chǎn)水平。

3.2.3 進(jìn)一步深入推動(dòng)電力改革

響應(yīng)國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)展戰(zhàn)略體系建設(shè)，全面推進(jìn)電力改革。貫徹水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃要求，大力發(fā)展水電清潔能源，加快推進(jìn)體制機(jī)制創(chuàng)新，完善水電建設(shè)管理體制，提升流域綜合管理水平。因此，在水電發(fā)展中推行“區(qū)域集控 無(wú)人值守”是技術(shù)改革創(chuàng)新、提高電站建設(shè)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。

3.3 “區(qū)域集控 無(wú)人值守”模式管理方法

3.3.1 集控中心和無(wú)人值守管理模式

“無(wú)人值守”實(shí)現(xiàn)方式。

a）區(qū)域水電站構(gòu)成梯級(jí)水電站的，由梯級(jí)調(diào)度集控中心直接監(jiān)控，各被監(jiān)控電站實(shí)行“無(wú)人值守”。

b）一廠多站（指一個(gè)水電廠有幾個(gè)生產(chǎn)廠房）的水電廠與附近區(qū)域生產(chǎn)機(jī)構(gòu)相似的水電廠，設(shè)立一個(gè)集控中心，實(shí)現(xiàn)由一個(gè)總控制室的集中監(jiān)控，各被監(jiān)控電廠實(shí)行“無(wú)人值守”。

c）區(qū)域單座水電站實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守”，可以由上級(jí)調(diào)度直接控制或設(shè)置集控中心。

d）由上級(jí)調(diào)度（包括網(wǎng)、省調(diào)等）直接監(jiān)控的水電廠可直接實(shí)行“無(wú)人值守”。

3.3.2 集控中心設(shè)置原則

根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和水電站站址、類(lèi)型（常規(guī)或抽水蓄能）、分布、裝機(jī)容量等情況， 充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源， 節(jié)省投資， 降低運(yùn)行維護(hù)成本， 結(jié)合工程規(guī)劃因時(shí)、因地制宜選擇確定。

（1）完全滿足電站安全運(yùn)行和監(jiān)控需求的區(qū)域集控中心系統(tǒng)，保證電站安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（2）根據(jù)水電站地域經(jīng)濟(jì)狀況、類(lèi)型、裝機(jī)容量配置不同的區(qū)域性集控系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有針對(duì)性、實(shí)用性。

（3）集控中心建設(shè)必須充分考慮系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和完整性，集控中心自動(dòng)化系統(tǒng)具備數(shù)字化智能型電站的接入能力，具有數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理、遙測(cè)處理、遙控、搖調(diào)、事項(xiàng)處理及語(yǔ)音告警、事故記錄、電量采集、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、水情測(cè)報(bào)、人機(jī)交互等功能。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)必須滿足當(dāng)前需要和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，符合各項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

（4）集控中心值班室安裝獨(dú)立回路的緊急停機(jī)和落快門(mén)硬接線按鈕，確保機(jī)組遠(yuǎn)方一鍵可靠停機(jī)。

3.3.3 建立健全規(guī)章制度，優(yōu)化職責(zé)分工

改變運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)值守倒班的運(yùn)行方式，對(duì)電站運(yùn)行人員和業(yè)務(wù)進(jìn)行重組整合，調(diào)整組織機(jī)構(gòu)、劃分崗位職責(zé)、梳理業(yè)務(wù)流程；編制水電站無(wú)人值守執(zhí)行手冊(cè)，建立科學(xué)合理的規(guī)章制度，設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)發(fā)展、人才梯隊(duì)建設(shè)體系，加以組織保障和制度保障，確保每位員工的發(fā)展切合電站關(guān)門(mén)運(yùn)行人才的戰(zhàn)略需求。

（1）集控中心實(shí)行24h不間斷工作，填寫(xiě)運(yùn)行日志及相關(guān)記錄；

（2）待命值班人員應(yīng)在指定待命地點(diǎn)隨時(shí)待命，可根據(jù)地理位置、電站的數(shù)量、交通條件設(shè)立一個(gè)或多個(gè)待命值班地點(diǎn)，確保能夠準(zhǔn)確接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心或電站管理人員的指令，并迅速趕往電站；

（3）發(fā)生下列情況，電站可臨時(shí)恢復(fù)有人值班運(yùn)行方式。

a）通信中斷且短期內(nèi)無(wú)法恢復(fù)時(shí)；

b）電站設(shè)備設(shè)施條件發(fā)生變化，無(wú)法滿足無(wú)人值守技術(shù)要求時(shí)；

c）極端惡劣天氣或防汛需要時(shí)。

（4）電站應(yīng)建立現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查制度、遠(yuǎn)方監(jiān)控制度、事故處理及報(bào)告制度、設(shè)備檢修、試驗(yàn)和輪換制度、設(shè)備缺陷管理制度、防誤操作裝置的保管制度和使用制度、兩票制度、交接班等制度，建立健全崗位職責(zé)、事故、故障、突發(fā)事件的應(yīng)急管理機(jī)制。

a）集控中心人員職責(zé)。執(zhí)行電力調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的運(yùn)行方式和發(fā)電調(diào)度計(jì)劃，負(fù)責(zé)各電站機(jī)組啟停、遠(yuǎn)程工況轉(zhuǎn)換、負(fù)荷調(diào)整以及運(yùn)行管理工作；負(fù)責(zé)辦理電力調(diào)度機(jī)構(gòu)管轄范圍內(nèi)設(shè)備的檢修申請(qǐng)和新設(shè)備投產(chǎn)申請(qǐng)、向調(diào)度機(jī)構(gòu)提出檢修申請(qǐng)及執(zhí)行檢修的相關(guān)工作；負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)事故處理、溝通匯報(bào)工作。

b）待命值班人員職責(zé)。負(fù)責(zé)接收并執(zhí)行集控中心或電站管理人員指令；負(fù)責(zé)巡回檢查、現(xiàn)場(chǎng)操作、兩票辦理、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置、現(xiàn)場(chǎng)事故及異常處理，向集控中心提出有可能影響主設(shè)備運(yùn)行或降低主設(shè)備運(yùn)行可靠性的維護(hù)、檢修申請(qǐng)，并按調(diào)令執(zhí)行相關(guān)操作和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置等工作。

4 “區(qū)域集控 無(wú)人值守”運(yùn)行模式面臨問(wèn)題

4.1 人員素質(zhì)問(wèn)題

推行“無(wú)人值守”模式對(duì)水電站運(yùn)維人員的綜合素質(zhì)提出更高要求，不僅具備扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)技能、業(yè)務(wù)水平，還要熟練掌握各自動(dòng)化系統(tǒng)的操作方法。因此，電站需圍繞“無(wú)人值守”模式加大運(yùn)維人員業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)力度，積極采取多媒體平臺(tái)、專(zhuān)題講座、事故演習(xí)、比武競(jìng)賽等多種培訓(xùn)形式，提升員工安全生產(chǎn)技能，使電站遇到緊急情況時(shí)可以果斷準(zhǔn)確的進(jìn)行調(diào)控，保證電站安全。

4.2 設(shè)備改造問(wèn)題

對(duì)于傳統(tǒng)電站，受當(dāng)時(shí)條件約束，設(shè)備較老舊，技術(shù)較落后，自動(dòng)化程度不高，舊設(shè)備、主設(shè)備保護(hù)、工業(yè)電視、廠用電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、通訊裝置等需要大量改造，成本消耗較高；由于集控中心自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接， 共用歷史服務(wù)器和實(shí)時(shí)服務(wù)器， 如果集控中心管轄水電站數(shù)量較多， 自動(dòng)化系統(tǒng)的局域網(wǎng)上信息流量龐大， 信息類(lèi)型繁雜， 系統(tǒng)運(yùn)行可靠性降低。需加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)力度，進(jìn)一步消除電站安全隱患。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，水電作為清潔能源，得到絕大多數(shù)國(guó)家的積極提倡和優(yōu)先發(fā)展。實(shí)施“區(qū)域集控 無(wú)人值守”運(yùn)行模式更是需要得到國(guó)家電網(wǎng)公司認(rèn)可和各電力系統(tǒng)配合，“無(wú)人值守”集控管理，節(jié)省人力，精簡(jiǎn)流程，拓寬渠道，使電站運(yùn)維人員能進(jìn)一步體會(huì)山里工作，城市生活，增加工作幸福指數(shù)，提高工作效率，促進(jìn)電力企業(yè)高效快速發(fā)展。

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資助項(xiàng)目：電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)改革研究課題（DQJZW2016026）

作者簡(jiǎn)介：劉朋（1990-），男，吉林榆樹(shù)人，本科，學(xué)士，研究方向：水電運(yùn)行與管理。