库尔滨河流域水电站改造工程效益分析

肖景贤

(黑河市基层水利服务站，黑龙江 黑河 164300)

1 库尔滨河流域水电工程概况

库尔滨河是黑龙江中游右岸一级支流，发源于小兴安岭北坡，由南向北汇入黑龙江，干流全程位于逊克县境内。河源头海拔高程约500m，河长260km，流域面积5234km2。库尔滨河干流水能资源规划9级开发，现已开发4级，建成4座水库电站，总装机54MW，年总发电量1.57亿kW·h。从上游起依次是，库尔滨水电站为第一级，是一座以发电为主，兼顾防洪的综合水利枢纽工程，水库总库容3.9亿m3，该电站为坝后式水电站，电站装机6MW(3×2MW)，1984年电站投产发电。宝山水电站为第二级，距库尔滨水电站下游70 km，是一座以发电为主的混合式开发的水利枢纽工程，总库容5813万m3，电站装机容量19.5MW(3×6.5MW)，1997年投产发电。白石水电站为第三级，位于库尔滨河干流中游，是一座以发电为主的水利枢纽工程，总库容329.74万m3，总装机容量4.5 MW(3×1.5MW)，1991年投产发电。乌一水电站为第四级，以发电为主的引水式电站，位于库尔滨河中下游宝山乡境内，距逊克县城80km。水库总库容2020万m3，电站装机容量24 MW(4×6MW)，2001年投产发电[1]。

2 库尔滨河流域水电增效扩容改造工程

库尔滨河流域集中实施农村水电增效扩容改造工程，主要以提高机组综合能效和安全性能为目的，重点改造水电站机电设备和配套附属设施，综合考虑流域水能资源，确定改造方案，改造后不仅使整个流域水能资源得到有效利用，消除病险安全隐患，增加发电效益，改善保护了流域生态环境，实现节能增效减排。 2016年逊克县编制“十三五”水电增效扩容改造工程规划，将库尔滨河流域内2000年以前投产的库尔滨、宝山和白石3座水电站列入并组织实施。项目由3个水电站增效扩容改造工程和2处生态改造项目组成[2]。工程主要对电站现有设备进行更新改造，对水工和土建工程进行维修，对河流减脱水段生态进行修复。库尔滨河农村水电增效扩容改造工程及生态改造工程于2017年3月开工，2019年1月完工。

2.1 改造主要内容

1)库尔滨水电站主机及主要辅助设备进行更新改造。改造更换3台发电机定子、转子、上下机架及装配部件等；更换3台水轮机主轴、转轮、导水机构、水导轴承及主轴密封等，更换滤水器及其附属的管路。电站装机容量由6MW(3×1.5W)增加到6.3MW(3×2.1MW)。改造35kV升压站设备及微机自动化控制设备。基础结构施工、厂房维修等其他土建工程。

2)白石水电站主机及主要辅助设备进行更新改造。更换3台发电机定子、转子、上下机架及装配部件等；更换3台水轮机主轴、转轮、导水机构、水导轴承及主轴密封等，更换滤水器及其附属的管路。电站装机容量由4.5MW(3×1.5MW)增加到4.8MW(3×1.6MW)。改造35 KV升压站设备及微机自动化控制设备。主机设备基础结构施工、改造厂房面积697.75m2维修，尾水闸墩补强等其他土建工程。

3)对宝山水电站主机及主要辅助设备进行更新改造。更换3台发电机定子、转子、发电机励磁设备等。更换3台水轮机转轮、导水机构、进水蝶阀，接力器及主轴等。电站装机容量由19.5MW(3×6.5MW)增加到21.6MW(3×7.2MW)。改造110 KV升压站设备及微机自动化控制设备；水工及房屋建筑维修维护，维修引水隧洞2.155km，主副厂房1051m2。新建厂区交通桥1座。

4)生态改造项目。建设河道流量、水位自动监测站2处,修复库尔滨河宝山水电站和乌一水电站对河流产生减(脱)水影响，保证河道生态流量[3]。

2.2 改造工程完成情况

工程改造效果显著。工程改造总投资7687.3万元，其中：水工建筑物资金1918万元，机电设备资金4283.4万元，其他费用1485.9万元。其中中央奖励资金3270万元，企业自筹资金4417.3万元。改造更换水轮机9台，改造更换发电机9台，更换升压变压器5台，更换送出线路2.6km。电站装机容量由原来的30 MW增加至32.7MW。改造引水隧洞2.155km，改造厂房面积2308m2，新建厂区交通桥1座。巩固水库库容2.73亿m3，增加了绿色清洁能源生产能力，修复减脱水河段长度5700 m，设监测、调度所需设备2台套，改善了引水河道河流生态环境，提高了库尔滨河生态安全保障能力。更换自动化控制设备56台套，高、低压开关柜64台套，提升了改造电站科学管理水平。

3 改造后效果分析

3.1 生态效果

通过增设流量监测设备、安装生态放流管等措施进行生态调度，保证减水河段生态基流要求，有效修复了5.7 km减(脱)水河段，为河流恢复了自然环境创造条件。

3.2 电站改造工程效果

电站改造后，3座水电站机组性能、水能利用效率得到较大提升，总装机容量由30MW扩容到32.7MW，新增装机容量2.7MW，增幅9%，年发电量从近三年平均发电量由5643.7万kW·h提高到8172万kW·h ，新增年发电量2528万kW·h，发电效益增加44%。每年增加发电收入约 950万元。2019年改造电站实际发电量达到 10558 万kW·h，较初步设计电量提高 29 %，改造效果极为明显。同时电站对电气设备进行了升级改造，大幅降低厂用电消耗，降低电站运行成本。对水工建筑物进行了除险加固，提升了综合自动化控制水准，消除了安全隐患，有效减少运行人员数量，达到“无人值班，少人值守”现代化管理水平。

4 工程效益分析

本次增效扩容工程修复了库尔滨河流减(脱)水河段生态，提高了水能资源利用率，巩固逊克县现有发电能力，具有显著的生态、经济和社会效益。

4.1 生态效益

4.1.1 保障河流生态流量

本次改造对库尔滨河流因修建水电设施引起的河流减脱水影响导致的河流生态问题进行了修复，保障了5.7km河流减脱水河段生态流量，为河流生态自然修复创造条件。

4.1.2 减少温室气体排放

改造后，每年可多向社会提供2528万kW时清洁能源，大约可节约标准煤1011万kg，减少687万kg二氧化碳的排放，减少75.8万kg二氧化硫气体排放，减少37.9万kg烟尘排放，有效地提高空气质量。

4.1.3 推进流域梯级联合调度

利用增效扩容改造契机，推动同一河流、区域农村水电开展联合调度，充分发挥已建农村水电发电潜力，提高水资源综合利用效益。

4.2 经济效益

1)电站改造，新增年发电量2528万kW·h时，每年新增发电收益950万元，收益显著。

2)有效拉动建材、机电设备等行业的发展，一定程度缓解行业的就业压力，也有利于全省社会经济的健康发展。

3)保护更多的植被，提高森林覆盖率，改善气候，减少自然灾害发生率，更好的保护当地居民生命财产安全，促进社会和谐发展。

4.3 社会效益

4.3.1 提高综合利用能力

电站承担防洪、旅游等综合任务，通过改造巩固和恢复水库库容2.73亿m3。产生的发电效益可用于水库的维护，消除工程安全隐患，促进水库良性运行，提高中小河流防洪能力。同时提高供水保证率，有效带动项目地上下游产业经济。

4.3.2 保障运行安全

通过改造水电站均达到无人值班、少人值守的自动化程度，完全消除了电站存在的安全隐患，提高了供电的可靠性和安全性。同时发挥农村水电分散式供电优势，保障灾害条件下应急供电，提高防灾减灾能力，维护社会和谐稳定。

4.3.3 促进多元化产业发展

电站利用改造契机，助推旅游、文化等多元化产业共同发展。如库尔滨水电厂通过生态放流，巩固下游湿地，冬季形成雾松景观，拉动当地旅游发展。

5 结 语

库尔滨河通过上述改造，3座水电站同步开展农村水电安全生产标准化建设，电站安全生产管理达到了规范化、标准化二级。河流通过增设生态流量监测调度设备、泄流管等措施。加强了流域梯级调度，按照“电调服从水调”的原则,编制《河流生态水量调度方案》、《河流水量调度方案》，并按照方案开展联合优化调度。通过梯级调度，水电企业强化了联系和合作，实现信息和资源共享，保证河流生态基流，充分发挥发电潜力和水资源综合利用效益。