径流式小水电站调度运行管理存在的问题及管理措施的探讨

张栋梁 樊成金

【摘要】随着电力需求的不断增长，民间资本参与电源的开发已经成为趋势并形成规模，其中尤其以径流式小水电站的数量为最多，装机容量也在不断的增加。径流式小水电站在促进地区经济发展、补充主网电力缺口等方面发挥作用的同时，由于自身发电特性限制以及运行管理方面的原因，给电网安全稳定及调度运行管理带来了诸多问题。本文通过分析径流式小水电站的特点，同时结合怒江电网在管理径流式小水电站过程中遇到的一些实际问题，就如何更好的管理径流式小水电站进行探讨，可以为径流式小水电站的调度运行管理提供参考。

【关键词】径流式小水电站；调度运行管理；管理措施

一、引言

随着我国经济社会的发展，用电需求量也在快速增长。尤其是中央允许民间资本参与电源开发以来，小水电站的开发更是得到了进一步的发展。截止2015年初，整个云南电网的小水电装机容量已达到9772.96MW，占云南省总装机容量的13.57%（水电总装机规模为72001.56MW），是一股不可小觑的力量。

小水电站在促进地方经济社会发展、补充主网电力缺口等方面发挥巨大作用的同时，也存在着诸多问题，比如小水电站无序开发、电站装机容量小、分散，发变电设备配置简陋、来水情况和发电出力难以预测，属于典型的“靠天吃饭”，小水电站自身在管理人员及现场运行人员技术方面参差不齐等。因此，需要在日常的调度运行管理过程中，不断地总结和发现径流式小水电站在管理中存在和暴露的问题，并研究与之相对应且行之有效的管理措施，以促使其不断地提升整体的管理水平和规范化水平，为电网安全稳定运行提供保障。

二、径流式小水电站运行现状分析

由于受自然资源、地理条件、环境及投资力量方面等诸多原因的限制，在已建成的小水电站中，绝大多数为径流式小水电站。由于投资建议小水电站方面有着投资大电站所不具备的一些优势，比如：资金投入少，平均千瓦投资成本约在4000元左右；环境影响小，多为小型引水隧洞或压力管道，不会大量破坏植被，环评、水保审批容易通过；建设周期短，在资金充裕的情况下一般只需要1-2年即可建成；由于目前部分行政审批权限现已下放至各地州，所以各类行政审批手续相对简单等。所以在投資小水电站方面，民间资本的参与热情较高。以怒江州为例，截止2015年5月，怒江州内共有小水电站91座，总装机容量达到1281.53MW，全部为民营资本投资。其中，除了4座小水电站有短时调节能力之外（只有8-12个小时左右，达不到日调节能力水平），其余电站均为径流式电站。

三、径流式小水电站的运行分布特点以及运行管理中存在的问题

（一）分布特点

1.从地理位置分布特性上看，径流式小水电站主要集中在地理位置偏僻、但是水资源较为丰富的地区，且以中小河流居多，甚至有很大一部分电站是建在一些中小河流的支流上。

2.从电源、负荷分布特性上看，由于径流式小水电站位置多处于经济欠发达或较为落后的地区，当地用电需求较小且远离负荷中心，所以，电力电量无法实现就地消纳，需要通过输电线路远距离输送。

（二）运行特点

1.径流式小水电站全年不能满负荷运行，在保证率为80%的前提下，一般仅达到180天（汛期6个月）左右的正常运行，枯水期发电量急剧下降，小于50%，有时甚至发不出电。即受河道天然流量的制约，而丰水期又有大量的弃水。

2.径流无法进行工人调节，按来水流量发电，当来水流量大于电站水轮机过水能力时，水电站满出力运行，多余的水量不通过机组发电，直接经泄水道泄向下游，称为弃水；当来水较少时，全部来水通过机组发电，但有部分装机容量因缺水而未被利用，从而停机。

3. 径流式水电站中有高水头或低水头的引水式水电站，也有低水头的坝式水电站，仅有极少数的径流式小水电站能够实现日调节，调节能力差。

4.由于径流式电站年内各月的发电量变化较大，枯水期电量明显少于汛期，所以无法承担电网内主要负荷，反而适宜担负电力系统的基底负荷。

（三）运行管理中存在的问题

1.电站调节能力差

径流式小水电站受自身各方面条件的限制，在机组发电能力调节方面的短板尤其突出，由于电站自身流域面积小、装机容量小，发电能力受气候、降雨、径流制约严重，丰水多发，枯水少发甚至不发，无法实现峰谷调节和枯汛调节，造成丰水期弃水枯水期无水，不仅不能实现经济调度，还会导致主网潮流发生较大的变动，对电网的安全稳定运行十分不利。

2. 发电计划、负荷预测准确率低

径流式小水电站由于受来水情况的影响很大，所以发电能力极不稳定，来水受流域内降雨和径流影响很大，加上天气、降雨时段、降雨量以及径流的延迟等不确定性，导致发电能力无法预测，发电计划执行困难，对负荷预测影响大。

3. 过于分散，统一管理难度大

径流式小水电站一般情况下都是依河而建，所以地理位置分布非常分散，哪里有河流哪里就有电站，且大都通过单线接入临近的变电站、开关站并网运行，供电的可靠性和安全性较差，增加了监控和调度运行的难度。由于工作环境艰苦、工资待遇较差，导致小水电站运行值班人员流动性大，运行技术能力堪忧。在径流式电站密集的地区，单个电站的调节能力非常有限，一旦发生需要大量调整负荷的情况，需要同时通知十几个甚至几十个电站进行调节，从而导致操作操作量急剧增加，操作风险增大，且调整速度较慢，容易引发电网事故。

4.技术装备水平差，运行维护滞后，影响电网安全

由于径流式小水电站多属于民间投资，所以在规划设计、设备采购等方面资金投入与正规的大电站相比有很大的差距。尤其在设备选型方面，更多倾向于节省投资的目的，主要和关键的一、二次设备多采购二、三流厂家的产品，而非目前市场上的主流厂家产品，导致电站技术装备整体水平低。加之部分电站已投产运行多年，日常的运行维护工作相对滞后、业主方对技改资金投入不重视导致资金投入不足、设备能用就效应着用，老化情况十分严重，给电网的安全稳定运行埋下了较大的隐患。

5.处电網末端，运行电压偏高

径流式小水电站数量多且过于分散，从而导致架设的输电线路较多，加之距离负荷中心较远，电站出力小、没有配备无功补偿设备等因素，从而导致电网内无功功率严重过剩，尤其在枯水期，电压越上限问题非常严重，影响电压合格率。

四、管理措施及建议

针对上述径流式小水电站的分布、运行特点以及管理过程中遇到的问题，提出以下管理措施及建议：

1.严把小水电站的入网关，作为电网企业必须按要求提前介入，在审批、规划、可研、设计、施工、安装、调试、验收等环节严格把关，做到事前管控，以确保电站在入网时达到相关标准，避免后续遗留问题的发生。

2.指导各发电企业做好设备的选型及采购工作，向小水电站推荐经南方电网认可的入网一、二次产品厂家及设备清单，从源头做好设备把关。

3.对于已投运多年的径流式小水电站，按照相关规定要求其不断提高电站自身的技术装备水平，对重要和关键的设备开展技改工作，逐步淘汰老旧设备，以提高设备的整体水平。

4.充分利用通信、自动化技术，进一步提高径流式水电站的通信、自动化水平，推广使用“水情自动测报系统”，进一步掌握各电站的来水情况，建立完善数据信息收集管理，做好天气、降雨量、流域来水量、水位等水文数据资料收集整理工作，建立电站水位、发电能力与气候、降雨间合理的对应逻辑关系，以便根据来水情况进行发电出力及电网运行方式方面的调整，提高电站的整体发电效率，为电站发电计划和调度运行计划提供产考和依据。

5.督促小水电站，每年按规定开展厂站内设备的日常运行维护及定检工作，及时发现存在的隐患并进行整改，以确保水电站全年连续、安全的发电。

6.要求各小水电站联系相关有资质单位做好机网协调试验的相关工作，完成机组一次调频、机组励磁参数实测、PSS（系统稳定器）试验、机组进相能力、调速器参数实测等相关试验，对于达不到要求的进行相应的设备技术改造。

7.对于电压越上限的问题，应加大系统分析及研究，在系统内主要节点加装相应的无功补偿和调节装置，以确保电压稳定和电能质量的合格。

8.加大对小水电站运行值班人员的业务技能培养和指导力度，组织开展调度受令资格、检修申请填报人资格培训，促使电站运行人员不断提高自身业务技能水平。定期开展设备运行、操作、维护等基础技能培训，促使人员熟悉设备的操作和运行维护方法，切实增强运行技能，编制完善现场运行规程，明确发电机组及站内相关设备操作流程，明确故障情况下的处置方法和原则和发电机组频率、电压调整控制办法，定期开展检查工作，开展应急演练，切实提高自身应急能力。

9.强化对小水电站的日常调度管理，建立健全小水电站管理制度，组织签订《并网调度协议》，明确对小水电站的管理要求，严肃调度纪律，进一步约束和规范小水电站的行为。

10.做好对小水电站的日常经济考核，明确并细化考核措施、条款，通过经济手段促使小水电加强自身设备运行维护和人员管理，实现小水电的优化运行。

五、结语

径流式小水电站作为电网主力电厂的有益补充，今后在电网的运行中将会发挥越来越大的作用，对电网的安全稳定运行影响也将越来越大。本文通过对径流式小水电站的运行特点以及运行管理过程中存在的问题分析，结合作者本人多年对径流式小水电站的管理经验，提出了10条针对径流式小水电站的管理措施和建议，对于径流式小水电站的管理具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 李桂华.浅谈小水电的管理[J].湖南水利水电，2007，（6）：53.

[2] 何仰赞，温增银.电力系统分析（下）[M].武汉：华中科技大学出版社，2007.

作者简介：1.张栋梁，男，工程师，云南电网有限责任公司怒江供电局，主要从事电网调度运行及配网运行管理方面的工作。2.樊成金，男，助理工程师，云南电网有限责任公司怒江供电局，主要从事电网调度运行及安全管理方面的工作。