水電廠運(yùn)行與管理的現(xiàn)代化模式研究

摘要：水電廠是我國(guó)電力系統(tǒng)中的重要組成部分，主要承擔(dān)為居民及企業(yè)提供電力供應(yīng)的重任。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，社會(huì)各領(lǐng)域?qū)﹄娏Y源的需求也日益增加，水電廠也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。同時(shí)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，對(duì)電力系統(tǒng)提出了新需求，水電廠需要盡快實(shí)現(xiàn)水電廠運(yùn)行與管理的現(xiàn)代化模式，提高水電廠運(yùn)行與管理水平。本文通過(guò)對(duì)水電廠運(yùn)行與管理的現(xiàn)代化模式進(jìn)行研究，從多個(gè)方面提出了解決方案，旨在為我國(guó)水電廠運(yùn)行與管理的現(xiàn)代化模式提供有效參考。

關(guān)鍵詞：水電廠；運(yùn)行管理；現(xiàn)代化

DOI：10.12433/zgkjtz.20232525

水電廠的運(yùn)行發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)管理模式的支撐。不斷創(chuàng)新管理理念與模式，引入先進(jìn)技術(shù)手段，不僅能提高水電廠運(yùn)行管理能力，還能解決運(yùn)行中的很多問(wèn)題。如今，我國(guó)電力體制不斷革新，電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，面對(duì)這一形勢(shì)，水電廠在運(yùn)行管理模式方面進(jìn)行了探索和嘗試，許多新建的水電站都采用了全自動(dòng)化技術(shù)，以減輕工作負(fù)擔(dān)，改造老式水電站，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和資金投入，提升整個(gè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

一、水電廠的發(fā)展歷程

我國(guó)是一個(gè)資源大國(guó)，有著悠久的歷史，水電事業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，水利技術(shù)也有了很大進(jìn)步。二十世紀(jì)五十年代，水電事業(yè)開(kāi)始起步，在之后很長(zhǎng)一段時(shí)間，水電廠數(shù)量都較少。改革開(kāi)放后，引進(jìn)了以市場(chǎng)為導(dǎo)向的水力資源利用方式，例如，業(yè)主制、競(jìng)標(biāo)制和監(jiān)理制提高了水力資源的開(kāi)發(fā)速度。二十世紀(jì)八十年代，“五朵金花”——廣蓄、巖灘、漫灣、隔河巖、水口——先后建成；二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始興建五強(qiáng)溪、李家峽、天荒坪三個(gè)水庫(kù)；到2000年底，隨著萬(wàn)家寨、二灘、小浪底、天生橋、大朝山等多個(gè)大型水電站的建設(shè)和運(yùn)行。

二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)水利科技加快發(fā)展，水布埡水電站于2008年正式投入運(yùn)行，是第一座混凝土面板堆石壩；龍灘水電站是RCC大壩，于2009年正式投入運(yùn)行；小灣水電工程于2010年正式投入運(yùn)行，是混凝土拱壩；糯扎渡大壩已于2014年建成，是泥質(zhì)芯墻堆石壩群。

同時(shí)，隨著電力市場(chǎng)的不斷深化，水力發(fā)電的裝機(jī)容量也得到了極大的提高。我國(guó)的水電裝機(jī)在2004年超過(guò)了1億kW，超過(guò)了美國(guó)，在公伯峽水電站一號(hào)機(jī)組的投入使用上，躍居世界先列；2010年，我國(guó)的水力發(fā)電裝機(jī)超過(guò)2億kW，這是由小灣水電站的4號(hào)機(jī)組代表的；2012年，三峽水電站建成并投入運(yùn)行，建成了全球較大的水電、新能源發(fā)電基地。此時(shí)，溪洛渡、向家壩、錦屏等一批大型水力發(fā)電工程開(kāi)始動(dòng)工，我國(guó)繼續(xù)保持著國(guó)際上的領(lǐng)先地位。

截止目前，在抽水蓄能電站上，僅在國(guó)家電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的抽水蓄能電站有70座，裝機(jī)總量達(dá)到8524萬(wàn)kW，比2012年增加了3.2倍，例如，河北豐寧的抽水蓄能電站裝機(jī)總量達(dá)360萬(wàn)kW。

現(xiàn)如今，各行各業(yè)都已充分認(rèn)識(shí)信息技術(shù)對(duì)生產(chǎn)工作的重要性。隨著現(xiàn)代化管理技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程中各種信息數(shù)據(jù)已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等方面。對(duì)水電廠進(jìn)行科學(xué)管理，現(xiàn)代企業(yè)一般都會(huì)選擇運(yùn)用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)管理水電廠的生產(chǎn)工作，不僅可以提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還可以高效管理整個(gè)企業(yè)，最終提升經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)代先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)主要由計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)設(shè)備構(gòu)成，包括計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)以及通信網(wǎng)絡(luò)等。雖然這些技術(shù)已在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，但要想使其在水電廠中發(fā)揮較大功效，還需要作進(jìn)一步研究。

二、水電廠運(yùn)行與管理現(xiàn)代化模式的特征

（一）遠(yuǎn)程控制

遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)需要具備如下條件：首先，設(shè)備的自動(dòng)化水平要足夠高，例如，傳感器數(shù)量充足、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度較快。其次，設(shè)備本身要具有很強(qiáng)的抗干擾能力。最后，確保人員安全通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成操作。

在水電廠運(yùn)行與管理現(xiàn)代化模式中采用遠(yuǎn)程控制很有必要，可以將水電廠生產(chǎn)操作與管理人員從繁重的工作中解放，使水電廠運(yùn)行與管理人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制水電廠設(shè)備以及運(yùn)行。

（二）智能化

在水電廠運(yùn)行與管理過(guò)程中，智能化特征主要包括：首先，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的快速處理。其次，對(duì)信息進(jìn)行分析、處理和加工后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給用戶，使用戶獲得更快速準(zhǔn)確的信息，在傳遞信息時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上的延遲。最后，自動(dòng)反饋傳遞的信息。

智能化具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，在遠(yuǎn)程控制時(shí)，利用智能化技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。其次，在實(shí)時(shí)監(jiān)控水電廠時(shí)，可以利用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。例如，運(yùn)用智能化技術(shù)控制機(jī)組的啟停、負(fù)荷和出力等。最后，利用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)水電廠運(yùn)行調(diào)度。例如，根據(jù)發(fā)電計(jì)劃、設(shè)備檢修計(jì)劃以及機(jī)組檢修計(jì)劃等制定一套完整的調(diào)度方案；通過(guò)智能化技術(shù)監(jiān)控和管理整個(gè)水電廠系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和機(jī)組檢修狀態(tài)。

（三）網(wǎng)絡(luò)化

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在水電廠運(yùn)行與管理工作中，也會(huì)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)水電廠的自動(dòng)化、智能化以及現(xiàn)代化，還能實(shí)現(xiàn)信息共享，提高水電廠運(yùn)行與管理的水平。除此之外，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)還可實(shí)現(xiàn)水電廠和企業(yè)之間的合作和交流。

（四）自動(dòng)化

在確保水電廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，要盡可能提高自動(dòng)化程度，這也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化、信息化以及標(biāo)準(zhǔn)化的必然需求。例如，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)操作優(yōu)化控制；在設(shè)備管理時(shí)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)處理設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題；在水電廠發(fā)生事故時(shí)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理。

三、水電廠運(yùn)行與管理現(xiàn)代化模式的實(shí)踐應(yīng)用

新型的水力發(fā)電企業(yè)的現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)方式應(yīng)充分滿足無(wú)人值守的需求；需要組織結(jié)構(gòu)緊湊，具有較高的綜合質(zhì)量和較好的凝聚力；主、輔助設(shè)備穩(wěn)定可靠；在電力系統(tǒng)中，具有較高的自動(dòng)化、使用的靈活性和較高的效率；注意環(huán)境保護(hù)，場(chǎng)地整潔。同時(shí)，設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化、故障處理智能化、管理工作信息化也是實(shí)現(xiàn)管理新模式的主要標(biāo)志。

（一）建立無(wú)人值班水電廠運(yùn)行管理模式

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)飛速發(fā)展，在水電廠中得到了廣泛應(yīng)用，不僅提高了水電廠的運(yùn)行管理水平，還有利于信息化發(fā)展。合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，可以全程控制機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，遠(yuǎn)程操控機(jī)組運(yùn)行，無(wú)需工作人員24小時(shí)不間斷值班，在很大程度上提高了水電廠運(yùn)行與管理的有效性和智能性。應(yīng)用無(wú)人值班水電廠運(yùn)行管理模式后，水電廠的管理機(jī)制、設(shè)備和技術(shù)防護(hù)措施等都得到了優(yōu)化和改進(jìn)，運(yùn)行質(zhì)量和安全性得到了提升。

（二）完善水電廠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為了確保水電廠的安全運(yùn)行，應(yīng)建立火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)廠內(nèi)消防報(bào)警信號(hào)，確保工作人員的生命安全。在通信機(jī)房等重要區(qū)域也應(yīng)安裝滅火系統(tǒng)，以便在火災(zāi)發(fā)生第一時(shí)間滅火。此外，對(duì)于變壓器和開(kāi)關(guān)柜等重要設(shè)備，水電廠應(yīng)加強(qiáng)溫度監(jiān)測(cè)，確保系統(tǒng)運(yùn)行良好，避免發(fā)生事故。可采用輔助設(shè)備系統(tǒng)，確保系統(tǒng)運(yùn)行在規(guī)定參數(shù)范圍內(nèi)，在系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)投入使用并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果機(jī)組設(shè)備發(fā)生調(diào)速故障或過(guò)速運(yùn)行，使用多級(jí)過(guò)速保護(hù)裝置能夠立即關(guān)閉接力器，通過(guò)控制運(yùn)行狀態(tài)保護(hù)機(jī)組設(shè)備。另外，根據(jù)水電廠的運(yùn)行特征，建立先進(jìn)、高效的監(jiān)控系統(tǒng)，合理控制和管理水電廠的各項(xiàng)設(shè)備，也可確保設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài)。為了有效管理水電廠的進(jìn)水口閘門(mén)，建議采用冗余控制技術(shù)，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉閘門(mén)；通過(guò)遠(yuǎn)程操作，提升整個(gè)管理流程的效率。

（三）設(shè)備故障管理系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)

水電廠內(nèi)設(shè)有設(shè)備故障信息管理和設(shè)備操作資料庫(kù)，詳細(xì)記錄各類(lèi)設(shè)備使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障及處置。當(dāng)新設(shè)備投入使用時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向設(shè)備供應(yīng)商提供設(shè)備必須跟蹤的問(wèn)題清單，對(duì)保護(hù)水電廠的利益具有很好的作用。當(dāng)水電廠運(yùn)行人員、維護(hù)人員或其他管理人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，可填寫(xiě)一張或多張故障卡，由運(yùn)行部門(mén)、維護(hù)部門(mén)或相關(guān)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)終端輸入系統(tǒng)。維修部門(mén)的分支機(jī)構(gòu)可以遠(yuǎn)程查看故障卡，根據(jù)故障的輕、重、慢、急生成工作單或伺服處理。故障處理完成后，由維護(hù)人員處理，將數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中，形成完整的設(shè)備故障記錄，該數(shù)據(jù)庫(kù)包括機(jī)組的實(shí)時(shí)操作數(shù)據(jù)、操作人員對(duì)設(shè)備檢查時(shí)記錄的運(yùn)行參數(shù)等。

（四）設(shè)備檢修制度

長(zhǎng)期以來(lái)，維修計(jì)劃一般是按照電力部門(mén)的相關(guān)規(guī)定和水電廠的特殊條件制定。在實(shí)際的維修中，主要依賴于員工的技術(shù)、技能和經(jīng)驗(yàn)。甚至有些重要的維護(hù)技術(shù)，僅限幾個(gè)人，不利于對(duì)企業(yè)進(jìn)行科學(xué)管理。設(shè)備檢修制度的內(nèi)容主要有：

1.整理工作

對(duì)設(shè)備的維修工作可分成 A、B、C三類(lèi)。A類(lèi)不需要離開(kāi)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)和試驗(yàn)；B類(lèi)要求設(shè)備正常維修和校驗(yàn)；C類(lèi)的設(shè)備必須拆除，以便進(jìn)行全面維修。

2.為各裝置設(shè)定作業(yè)時(shí)間

確定 A、B、C 的工作時(shí)間，并給每項(xiàng)工作指定一個(gè)數(shù)字。如此，維護(hù)部門(mén)各個(gè)小組的日常工作也就基本確定，小組組長(zhǎng)通過(guò)桌面上的計(jì)算機(jī)終端查看日常工作，并指派給員工，員工在電腦上輸入維修工作號(hào)碼，便于找到工作文件。

3.制定維修檔案

各類(lèi)維修工作附有檔案和編號(hào)。文件的主要內(nèi)容是安全隔離措施、等級(jí)要求、人員數(shù)量、工作時(shí)間、工具、儀器以及維護(hù)的詳細(xì)程序。有些維修工作還需要圖紙、照片和維修后的驗(yàn)收規(guī)范，對(duì)此，需要具備維修經(jīng)驗(yàn)的員工在接到報(bào)告后按照指定的程序完成工作。

（五）提高運(yùn)行管理團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定性

在水電廠運(yùn)行管理的現(xiàn)代化模式中，運(yùn)行人員作為核心技術(shù)人員，整體能力、素質(zhì)會(huì)直接影響管理效果。第一，提高人才結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、科學(xué)性，促使水電廠運(yùn)行與管理的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展。第二，適當(dāng)提高運(yùn)行人員的薪資待遇，積極儲(chǔ)備優(yōu)秀人才，加大對(duì)運(yùn)行人才的引入力度。第三，幫助運(yùn)行人員形成職業(yè)觀念，具備良好的文化水平，掌握專(zhuān)業(yè)、高超的實(shí)踐技能。管理人員要為運(yùn)行人員提供公平、透明的人員晉升渠道，構(gòu)建科學(xué)、可行的工作機(jī)制。第四，及時(shí)解決存在的問(wèn)題，充分發(fā)揮運(yùn)行工作團(tuán)隊(duì)的職能，以此確保水電廠的現(xiàn)代化管理。

四、結(jié)語(yǔ)

智能化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)水電廠的運(yùn)行與管理工作提出了嚴(yán)格要求。在此背景下，我國(guó)水電廠應(yīng)基于運(yùn)行特點(diǎn)不斷優(yōu)化、改進(jìn)運(yùn)行與管理模式，以此提高水電廠的效益，保證運(yùn)行管理的安全。同時(shí)，還要做好人員培訓(xùn)工作，全面構(gòu)建專(zhuān)業(yè)、高素質(zhì)的人才團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)運(yùn)行與管理工作的現(xiàn)代化發(fā)展，滿足新型運(yùn)行與管理模式的應(yīng)用需求。

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作者簡(jiǎn)介：劉佳佳（1985），男，貴州省遵義市人，本科，中級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樗娚a(chǎn)運(yùn)行。