小水電集中運(yùn)維建設(shè)實(shí)踐探索
——以外江管理處渠系電站為例

袁方萍

(四川省都江堰水利發(fā)展中心外江管理處,四川 崇州 611230)

0 前言

小水電綠色改造和現(xiàn)代化提升是踐行習(xí)近平生態(tài)文明思想和推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的具體舉措。2023年全國(guó)水利工作會(huì)議也明確要求要實(shí)施小水電綠色改造和現(xiàn)代化提升工程,推進(jìn)建設(shè)智能集約的現(xiàn)代化小水電。2023年7月10日水利部下發(fā)了“辦水電函〔2023〕596 號(hào)”文,要求各單位在積極開(kāi)展小水電綠色改造和現(xiàn)代化提升過(guò)程中參照?qǐng)?zhí)行《智能化小型水電站技術(shù)指南(試行)》《小水電集控中心技術(shù)指南(試行)》,為小水電智能化改造和集中運(yùn)維中心建設(shè)提供了技術(shù)支撐。四川省都江堰水利發(fā)展中心外江管理處(以下簡(jiǎn)稱外江管理處)所轄渠系電站因建設(shè)年代較早,普遍存在設(shè)施設(shè)備陳舊老化、智能化水平低、安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)大、運(yùn)行成本高等問(wèn)題。推行外江管理處渠系電站智能化改造和集中運(yùn)維模式建設(shè)是實(shí)現(xiàn)電站提質(zhì)增效和高質(zhì)量發(fā)展的迫切需要。同時(shí),通過(guò)建立完善的小水電集中運(yùn)維體系,逐步將四川省都江堰水利發(fā)展中心下屬小水電站納入集中運(yùn)維,并輻射至周邊小水電站,整體提升小水電經(jīng)濟(jì)效益。

1 外江渠系電站現(xiàn)狀

外江管理處7個(gè)渠系電站均為Ⅴ等小(2)型工程,主要建筑物及次要建筑物均按5級(jí)設(shè)計(jì),總裝機(jī)容量2.45萬(wàn)kW,年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)4 800～6 800 h。近三年,平均發(fā)電量13 313萬(wàn)kW·h,發(fā)電收入3 740萬(wàn)元,占外江管理處總收入的40%以上,是外江管理處經(jīng)濟(jì)收入的主要來(lái)源。

表1 外江渠系電站現(xiàn)狀

2 存在的主要問(wèn)題

近年來(lái),外江管理處渠系電站通過(guò)實(shí)施汶川地震災(zāi)后重建技術(shù)改造、“十二五”“十三五”農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、綠色小水電示范電站創(chuàng)建等工作,機(jī)電設(shè)備裝備水平及自動(dòng)化程度有了一定提高,但還存在以下問(wèn)題。

2.1 設(shè)施設(shè)備老化

外江管理處渠系電站普遍建成時(shí)間較早,如三合堰電站可追溯至20世紀(jì)80年代,已運(yùn)行41年之久,雖然各電站日常維修保養(yǎng)到位且每年在進(jìn)行大修工作,但由于建成年代久遠(yuǎn),在機(jī)電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)方面存在不同程度的問(wèn)題。首先,在機(jī)電設(shè)備方面,主要體現(xiàn)在水輪機(jī)、調(diào)速器、勵(lì)磁裝置、直流系統(tǒng)、主輔機(jī)自動(dòng)化電氣設(shè)備、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備陳舊、老化嚴(yán)重,給電站安全可靠運(yùn)行帶來(lái)一系列安全隱患和管理漏洞[1],不滿足《智能化小型水電站技術(shù)指南(試行)》要求,也無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中運(yùn)維。其次,在金屬結(jié)構(gòu)方面,存在部分閘門門葉變形、局部磨損和銹蝕,部分止水橡膠老化等現(xiàn)象;部分閘門控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度低,無(wú)遠(yuǎn)程控制功能;部分?jǐn)r污柵及清污設(shè)備局部銹蝕,清污設(shè)備故障率高,可靠性差。

2.2 智能化水平較低

根據(jù)《智能化小型水電站技術(shù)指南(試行)》要求,智能化小型水電站應(yīng)達(dá)到無(wú)人值班并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求;應(yīng)具有獲取水(雨)情信息的有效途徑,可根據(jù)來(lái)水情況、設(shè)備狀態(tài)、電網(wǎng)信息等決策電站運(yùn)行方式;應(yīng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制功能,在無(wú)法遠(yuǎn)程控制電站設(shè)備時(shí),電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)電站設(shè)備的自主控制;宜配置水工建筑物、主要設(shè)備和區(qū)域水(雨)情的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

受制于傳統(tǒng)小水電的發(fā)展困境,外江管理處渠系電站也存在智能化水平參差不齊的問(wèn)題[2],部分電站依舊存在取水樞紐閘門控制系統(tǒng)功能單一,中控室無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制的情況,導(dǎo)致汛期防汛風(fēng)險(xiǎn)較大;水文信息共享方式單一,電站不能實(shí)時(shí)獲取水文信息,離實(shí)現(xiàn)信息全面共享還有一定差距;現(xiàn)有視頻監(jiān)控點(diǎn)位少,覆蓋面小,存在部分重點(diǎn)部位監(jiān)控不到位等情況。

2.3 管理水平不高

外江管理處7座渠系電站發(fā)電收入是外江管理處經(jīng)濟(jì)收入的主要來(lái)源,渠系電站對(duì)外江管理處的發(fā)展具有非常重要的影響和作用。從7座電站的人員配置、管理制度來(lái)看,一是缺乏專業(yè)技術(shù)人員,目前各電站均配置有1～2名管理人員,下設(shè)4個(gè)運(yùn)行班,每班3人,來(lái)保障正常的運(yùn)行維護(hù)需要。但由于小水電工程規(guī)模較小,和大中型水電站相比,無(wú)論是在工作環(huán)境、職業(yè)發(fā)展、薪資待遇等都存在較大差距,缺乏人才吸引力,致使普遍存在專業(yè)技術(shù)人員缺乏、斷層及骨干員工流失等現(xiàn)象[3]。從而導(dǎo)致小水電整體技術(shù)力量相對(duì)薄弱,小水電技術(shù)管理工作也難以真正有效落到實(shí)處。二是管理制度運(yùn)行不暢,由于規(guī)模、人才、效益的制約,且缺少系統(tǒng)完善管理制度,導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)能力較弱,同時(shí),由于部分機(jī)組老化現(xiàn)象嚴(yán)重,整體運(yùn)行效率較低,為保障日常工作正常開(kāi)展,需投入相對(duì)較大的人力,致使運(yùn)維成本控制難度較大。因此,亟須通過(guò)電站智能化改造及集中運(yùn)維建設(shè)進(jìn)行資源整合,提升自動(dòng)化水平,統(tǒng)籌電站技術(shù)人才,提高管理能力,從而全面提升電站運(yùn)行管理能效。

3 電站智能化改造和集中運(yùn)維模式探索

3.1 提升智能化水平

對(duì)應(yīng)《智能化小型水電站技術(shù)指南(試行)》中水(雨)情測(cè)報(bào)、設(shè)備、電源、通信、防雷和接地、安防監(jiān)控監(jiān)測(cè)、智能化系統(tǒng)、安全技術(shù)措施、安全管理等9個(gè)方面的要求,系統(tǒng)梳理外江管理處7個(gè)渠系電站存在的欠缺和不足,結(jié)合電站實(shí)際,對(duì)硬件設(shè)施方面智能化改造內(nèi)容如下。

表2 外江渠系電站智能化改造主要內(nèi)容

在軟件方面,主要為人才管理和制度建設(shè),針對(duì)小水電站的規(guī)模、效益等現(xiàn)實(shí)條件制約,更需要合理配置管理、運(yùn)行、維護(hù)、安全等專業(yè)人員,做到崗位完善、職責(zé)清晰,并制定公平公正的職業(yè)晉升激勵(lì)機(jī)制,使其在周邊同類性質(zhì)工作中具備競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)電站技術(shù)工作性質(zhì),要加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn),建立完善的師徒、傳幫帶等技術(shù)傳承模式,保障電站技術(shù)人才供用充沛,為電站實(shí)現(xiàn)智能化提供堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。

3.2 建立集約化管理

隨著國(guó)家對(duì)小型水電站管控要求進(jìn)一步明確,出臺(tái)了《小水電集控中心技術(shù)指南(試行)》等相關(guān)文件,結(jié)合小水電自身可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題,外江管理處渠系電站部分設(shè)施設(shè)備老化、智能化水平較低、管理水平不高等問(wèn)題,電站運(yùn)行管理與現(xiàn)代化的基本理念不符,如按現(xiàn)有的設(shè)備和人員結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn),電站的運(yùn)行管理難度會(huì)逐漸增大,運(yùn)行成本會(huì)逐年增高,同時(shí)存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)[4]。

集約化管理是“集合要素優(yōu)勢(shì)、節(jié)約生產(chǎn)成本”,提高單位效益的一種方式。集中運(yùn)維中心采用先進(jìn)的智能化信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化算法,以統(tǒng)一平臺(tái)為基礎(chǔ),將電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、水調(diào)/電調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)及其他系統(tǒng)有機(jī)整合,利用各類知識(shí)庫(kù),形成智能化的生產(chǎn)管理控制一體化系統(tǒng)。通過(guò)電站集中運(yùn)維項(xiàng)目建設(shè)實(shí)現(xiàn)外江渠系電站集中控制、統(tǒng)一調(diào)度、無(wú)人值班自動(dòng)控制系統(tǒng)改造,使系統(tǒng)內(nèi)電站經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu),運(yùn)行效率最高,達(dá)到調(diào)控一體化目標(biāo),實(shí)現(xiàn)小水電標(biāo)準(zhǔn)化、集約化、專業(yè)化、信息化管理,建立起結(jié)構(gòu)合理、權(quán)責(zé)明確、治理科學(xué)、運(yùn)行高效的運(yùn)管技術(shù)體系,實(shí)質(zhì)性改變?cè)星惦娬痉稚⒐芾怼⑦\(yùn)行成本高、技術(shù)人才不足等問(wèn)題[5]。

3.3 探索物業(yè)化模式

物業(yè)化是提高工作能效的一種可行方式,是在最充分利用資源的基礎(chǔ)上,更集中合理地運(yùn)用現(xiàn)代管理與技術(shù),充分發(fā)揮人力資源的積極效應(yīng)[6]。外江渠系電站智能化改造及集中運(yùn)維中心的建設(shè)為實(shí)現(xiàn)物業(yè)化管理提供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ),同時(shí)外江渠系電站現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題也亟須通過(guò)物業(yè)化管理模式來(lái)解決。

通過(guò)統(tǒng)籌整合7個(gè)電站人力資源,可建立適應(yīng)集中運(yùn)維管理模式下的 “管理”“運(yùn)行”“維修維護(hù)”三支隊(duì)伍,在人才隊(duì)伍建設(shè)上可更專業(yè)化、系統(tǒng)化、精細(xì)化。采用“公司化+物業(yè)化”方式管理7個(gè)電站,統(tǒng)一工作標(biāo)準(zhǔn)、考核制度,可使工作更加精細(xì)、優(yōu)質(zhì),有利于實(shí)現(xiàn)電站運(yùn)行規(guī)范化和技術(shù)專業(yè)化。同時(shí),實(shí)現(xiàn)“全物業(yè)化管理”,可建立完善的小水電運(yùn)維統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)或制度,避免各自為政、資源浪費(fèi),從根本上解決小水電管理制度運(yùn)行不暢、綜合調(diào)度能力薄弱、專業(yè)技術(shù)人員缺乏、流失、斷層等問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

通過(guò)外江渠系電站智能化改造和集中運(yùn)維的建設(shè),可以大大削減電站風(fēng)險(xiǎn)隱患,有效提升電站整體安全運(yùn)行水平,降低電站運(yùn)行維護(hù)成本,提高外江流域水能利用率及年發(fā)電量,增加經(jīng)濟(jì)效益,逐步建成集河流生態(tài)安全、運(yùn)行安全、防汛安全、遠(yuǎn)程智能控制為一體的智慧小水電系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,可逐步將四川省都江堰水利發(fā)展中心下屬小水電站納入外江集中運(yùn)維體系,并輻射至周邊小水電站,整體提升灌區(qū)小水電經(jīng)濟(jì)效益,并通過(guò)提供“全物業(yè)化”服務(wù),增加集中運(yùn)維物業(yè)收入,提升外江管理處渠系電站綜合經(jīng)營(yíng)效益。通過(guò)“智能化”“集約化”“物業(yè)化”改造等方式實(shí)現(xiàn)了外江管理處渠系小水電運(yùn)維提質(zhì)增效,是小水電轉(zhuǎn)型發(fā)展模式的一次有益探索,可為其他流域小水電高質(zhì)量發(fā)展提供參考。