论文部分内容阅读
摘要： 小水电属于非碳清洁能源，既不存在资源枯竭问题，又不会对环境造成污染，是中国实施可持续发展战略不可缺少的组成部分。因地制宜地开发小水电等可再生能源，把水力资源转变成高品位的电能，不仅对于农村地区（尤其是老少边山穷地区）的脱贫致富，提高人民生活水平具有现实意义， 而且对保护生态环境，促进农村社会、经济、环境协调发展也有着十分重要的作用。
关键词： 水电站系统设计技术
中图分类号：[TM622]文献标识码：A文章编号：
引言
在综合自动化系统实施改造时，对新建水电站，应以一步到位的方式设计并实施综合自动化系统，因水电站一般投资较大，这部分增加的投资在电站总投资中所占比例不大，但所起的作用和发挥的效益却是巨大的。
1水电站系统的意义及应用
随着我国国民经济的快速发展和人民群众物质文化生活水平的不断提高，社会对电力的需求日益增强，对电能质量的要求也越来越高。需对老式水电站中以常规控制、人工操作为主的控制模式进行以计算机监控系统为基础的综合自动化改造；对新建水电站应按综合自动化要求进行设计并实施，使水电站逐步实现少人值班，最终达到无人值班(或少人值守)的目标。
水电站大多地处偏僻山区，远离城镇，职工长期生活在较差的环境之中。对水电站进行综合自动化改造的另一个目的就是为了改善广大水电职工的工作和生活环境，用计算机监控系统来代替人工操作及定时巡回检查、记录等繁杂劳动，实现无人值班(或少人值守)。
根据国家电力体制改革的要求，实现“厂网分开，竞价上网”后，水电站如果没有综合自动化系统，而是依靠传统的人工操作控制，将难以满足市场竞争的需要。既影响电网供电，又使自身效益受损，最终也失去了好不容易才争取到的发电机遇。所以，电力体制改革也促使我们要实现综合自动化。
令人欣慰的是，近年来随着我国电力科学技术的不断发展和计算机监控水平的不断提高，许多新建水电站都设计了以计算机监控系统为主的高性能的综合自动化系统，一些老式水电站也逐步进行了以实现综合自动化为目标的改造，并都取得了很好的效果。
2 系统设计思想
针对目前设备检修管理信息系统存在的不足，本系统采用如下的设计思想。
2.1 采用客户端-服务器(C/S)架构，服务器上存储设备检修记录等重要信息，客户端存储电站基本资料、机组技术参数、规范规程等公共数据信息。
2.2 用户权限分级控制，针对不同的用户等级设定不同的权限。如临时用户对系统资源仅具有访问权限；检修员用户可以添加检修记录；审核员用户对检修员的检修计划进行跟踪审核；管理员用户可以添加、修改管理信息系统的各项资料。
2.3 将检修人员培训与业务管理结合起来，形成相对较完整的检修管理信息系统。
2.4 将多媒体仿真和虚拟现实技术应用到检修培训中，直观、生动的展现关键检修技术。
2.5 同时对任意多个水电站的检修信息进行单独管理，使系统具有较强的通用性。
2.6 系统能够使专业检修单位进行检修项目的标准化管理。
2.7 系统针对检修业务的管理应覆盖检修项目管理的全过程。
3 中水系统的设计
水电站气系统一般包括中压气系统和低压气系统,由于目前气体介质减压阀尚未达到成熟阶段,因此这2个系统在设计时不考虑合用,应尽可能分开设置。由于供气管路往往较长有一定的管路损失,使气体到达供气设备时压力达不到设备的额定操作压力,因此在选择空压机时其额定排气压力宜比设备的额定操作压力略高一些,相应的贮气罐设计压力也要提高。低压气系统中吹扫及检修供气单元与机组制动供气单元尽可能分开设置,并分别设置相应容积的贮气罐；另外,吹扫及检修供气单元可作为制动供气的备用气源,以保证制动供气的可靠性及供气质量；制动供气应尽可能干燥、清洁,而吹扫及检修供气干燥、清洁度可适当放宽。
3.1供水方式部分
我国国内当前的水泵使用性能常常达不到理想状况，其主要是因为制造加工工艺达不到标准，产品质量不合格，无法维持系统的稳定运行，且大部分的水泵在质量、强度上与标准明显不符。检查中则发现了大部分电站的技术供水泵因制造方法、技术落后等各类因素造成其运行出现异常，对于设备的正常性能发挥起到阻碍作用。鉴于我国的减压阀技术运用广泛，其成本消耗也大大降低，在电站净水头处于120-300m范围内时最好选择自流(减压)供水当成机组技术供水方式。遇到泥沙较多的电站时，需综合分析运用正、反向的双向供水方式，且做好定期切换实现反冲洗，避免出现堵塞。
3.2排水系统部分
开始设计水电站排水系统时需根据不同的情况针对处理，若遇到中小型电站或尾水位过高的电站时，则要设计直接的排水方式。通过这种设计，不仅降低了水淹厂房的可能性，还能给设计者的工作带来方便。这是由于集水井井盖若要求密封时,其设计将会遇到不同的困难。然而实际情况却是，大部分电站的业主都提出把两井之间进行打通处理,设计时则要求对连通管上添加常闭阀门进行调节，阀门安装时必须具备较强的稳固性，这样则能避免造成洪水冲垮厂房的危险。
3.3 管道阀门部分
考虑到全面增强电力系统的可靠性，避免系统运用中工作量过大，在设计方案时要对每个部位合理规划，以此来降低操作人员的工作量。对于技术供水选择自流供水的形式时,供水管中的第1道阀门的压力承载要更强一级。例：当调保升压值达0.9MPa则需要采取1.6MPa的阀门，若依旧选择1.0MPa的阀门则压力承载上达不到要求；当技术维修操作的难度较大时，最好可采取2道阀门，其材质最好选用不锈钢阀门。
3.4 滤水器设置部分
设计自流供水形式时，要想维持减压阀的有效性能，在分布装置时则需要对滤水器进行合理设置，以使得技术供水系统在常规状态下运行，也可把滤水器放置在减压阀前来保证性能发挥。尽管滤水器压力的等级上升会加大投资成本，但其增加的范围最多在15%，水电站完全能够接受，此方案的运用范围甚广，且运用起来效果理想。
4 特点与优势
4.1小水电资源主要分布在西部地区、边远山区、民族地区和革命老区，在西部大开发中具有突出的区位优势。
4.2小水电资源规模适中，投资省，工期短，见效快，有利于调动多方面的积极性，适合国家鼓励、引导集体、企业和个人开发。
4.3 小水电资源可以就近供电，就近消纳，不需要高电压大容量远距离输电，发电成本和供电成本相对较低。
4.4小水电是电力工业的重要组成部分，是大电站的有益补充，可为“西电东送”提供有力的支撑。
4.5 小水电是国际公认的可再生绿色能源，与其他可再生能源（太阳能、风能、生物质能等）相比，其技术比较成熟、造价低，非常适合为分散的农村供电及电气化建设，其开发利用有利于能源结构的调整優化，有利于人口、资源、环境的协调发展和经济社会可持续发展。
5发展状况
新中国成立初期，为解决中国农村无电可用的问题，政府结合江河治理开发农村水电，解决照明和生产用电问题。直到20世纪80年代，全国一半以上的农村还是主要靠农村水电供电。目前仍有800多个县主要靠农村水电供电。通过开发农村水电，累计解决了５亿多无电人口的用电问题。
中国有1500多个县开发了农村水电，共建成水电站4.8万座。2003年全国新增农村水电装机270万kW，全国农村水电总装机达到3120万kW，年发电量1100亿ｋＷ·ｈ，均占全国水电总装机和年发电量的40%。2003年中国农村水电增加值482亿元，税利84亿元，其中税收42亿元。
从20世纪80年代开始，国务院部署开展了三批农村水电初级电气化县建设，建成了653个农村水电初级电气化县。农村水电初级电气化县建设有力地拉动了经济社会的发展。这些县都实现了国内生产总值、财政收入、农民人均收入、人均用电量“5年翻一番”、“10年翻两番”的目标，经济结构显著改善，发展速度明显高于全国平均水平。
农村水电已经成为中国广大农村重要的基础设施和公共设施，是中西部地区税收的重要支柱、经济发展的重要产业、农民增收的重要途径，在中国经济社会发展中发挥着重要的作用。
6结束语
我国具有得天独厚的水能资源，其理论蕴藏量为6.76亿kW，年发电量59200亿kW.h，技术可开发量为3.78亿kW,居世界首位。逐渐加大开发力度，利用好丰富的水能资源，对于我国的现代化建设和可持续发展战略的实施，具有十分重大的意义。
参考文献：
[1]水力发电厂自动化设计技术规范，DL/T5081-1997；
[2]水电站综合自动化，中国电力出版社，1998年5月。
[3]郑源，刘德有，朱长华，等.水电厂检修管理信息系统设计[J].广西水利水电，2000(4).
关键词： 水电站系统设计技术
中图分类号：[TM622]文献标识码：A文章编号：
引言
在综合自动化系统实施改造时，对新建水电站，应以一步到位的方式设计并实施综合自动化系统，因水电站一般投资较大，这部分增加的投资在电站总投资中所占比例不大，但所起的作用和发挥的效益却是巨大的。
1水电站系统的意义及应用
随着我国国民经济的快速发展和人民群众物质文化生活水平的不断提高，社会对电力的需求日益增强，对电能质量的要求也越来越高。需对老式水电站中以常规控制、人工操作为主的控制模式进行以计算机监控系统为基础的综合自动化改造；对新建水电站应按综合自动化要求进行设计并实施，使水电站逐步实现少人值班，最终达到无人值班(或少人值守)的目标。
水电站大多地处偏僻山区，远离城镇，职工长期生活在较差的环境之中。对水电站进行综合自动化改造的另一个目的就是为了改善广大水电职工的工作和生活环境，用计算机监控系统来代替人工操作及定时巡回检查、记录等繁杂劳动，实现无人值班(或少人值守)。
根据国家电力体制改革的要求，实现“厂网分开，竞价上网”后，水电站如果没有综合自动化系统，而是依靠传统的人工操作控制，将难以满足市场竞争的需要。既影响电网供电，又使自身效益受损，最终也失去了好不容易才争取到的发电机遇。所以，电力体制改革也促使我们要实现综合自动化。
令人欣慰的是，近年来随着我国电力科学技术的不断发展和计算机监控水平的不断提高，许多新建水电站都设计了以计算机监控系统为主的高性能的综合自动化系统，一些老式水电站也逐步进行了以实现综合自动化为目标的改造，并都取得了很好的效果。
2 系统设计思想
针对目前设备检修管理信息系统存在的不足，本系统采用如下的设计思想。
2.1 采用客户端-服务器(C/S)架构，服务器上存储设备检修记录等重要信息，客户端存储电站基本资料、机组技术参数、规范规程等公共数据信息。
2.2 用户权限分级控制，针对不同的用户等级设定不同的权限。如临时用户对系统资源仅具有访问权限；检修员用户可以添加检修记录；审核员用户对检修员的检修计划进行跟踪审核；管理员用户可以添加、修改管理信息系统的各项资料。
2.3 将检修人员培训与业务管理结合起来，形成相对较完整的检修管理信息系统。
2.4 将多媒体仿真和虚拟现实技术应用到检修培训中，直观、生动的展现关键检修技术。
2.5 同时对任意多个水电站的检修信息进行单独管理，使系统具有较强的通用性。
2.6 系统能够使专业检修单位进行检修项目的标准化管理。
2.7 系统针对检修业务的管理应覆盖检修项目管理的全过程。
3 中水系统的设计
水电站气系统一般包括中压气系统和低压气系统,由于目前气体介质减压阀尚未达到成熟阶段,因此这2个系统在设计时不考虑合用,应尽可能分开设置。由于供气管路往往较长有一定的管路损失,使气体到达供气设备时压力达不到设备的额定操作压力,因此在选择空压机时其额定排气压力宜比设备的额定操作压力略高一些,相应的贮气罐设计压力也要提高。低压气系统中吹扫及检修供气单元与机组制动供气单元尽可能分开设置,并分别设置相应容积的贮气罐；另外,吹扫及检修供气单元可作为制动供气的备用气源,以保证制动供气的可靠性及供气质量；制动供气应尽可能干燥、清洁,而吹扫及检修供气干燥、清洁度可适当放宽。
3.1供水方式部分
我国国内当前的水泵使用性能常常达不到理想状况，其主要是因为制造加工工艺达不到标准，产品质量不合格，无法维持系统的稳定运行，且大部分的水泵在质量、强度上与标准明显不符。检查中则发现了大部分电站的技术供水泵因制造方法、技术落后等各类因素造成其运行出现异常，对于设备的正常性能发挥起到阻碍作用。鉴于我国的减压阀技术运用广泛，其成本消耗也大大降低，在电站净水头处于120-300m范围内时最好选择自流(减压)供水当成机组技术供水方式。遇到泥沙较多的电站时，需综合分析运用正、反向的双向供水方式，且做好定期切换实现反冲洗，避免出现堵塞。
3.2排水系统部分
开始设计水电站排水系统时需根据不同的情况针对处理，若遇到中小型电站或尾水位过高的电站时，则要设计直接的排水方式。通过这种设计，不仅降低了水淹厂房的可能性，还能给设计者的工作带来方便。这是由于集水井井盖若要求密封时,其设计将会遇到不同的困难。然而实际情况却是，大部分电站的业主都提出把两井之间进行打通处理,设计时则要求对连通管上添加常闭阀门进行调节，阀门安装时必须具备较强的稳固性，这样则能避免造成洪水冲垮厂房的危险。
3.3 管道阀门部分
考虑到全面增强电力系统的可靠性，避免系统运用中工作量过大，在设计方案时要对每个部位合理规划，以此来降低操作人员的工作量。对于技术供水选择自流供水的形式时,供水管中的第1道阀门的压力承载要更强一级。例：当调保升压值达0.9MPa则需要采取1.6MPa的阀门，若依旧选择1.0MPa的阀门则压力承载上达不到要求；当技术维修操作的难度较大时，最好可采取2道阀门，其材质最好选用不锈钢阀门。
3.4 滤水器设置部分
设计自流供水形式时，要想维持减压阀的有效性能，在分布装置时则需要对滤水器进行合理设置，以使得技术供水系统在常规状态下运行，也可把滤水器放置在减压阀前来保证性能发挥。尽管滤水器压力的等级上升会加大投资成本，但其增加的范围最多在15%，水电站完全能够接受，此方案的运用范围甚广，且运用起来效果理想。
4 特点与优势
4.1小水电资源主要分布在西部地区、边远山区、民族地区和革命老区，在西部大开发中具有突出的区位优势。
4.2小水电资源规模适中，投资省，工期短，见效快，有利于调动多方面的积极性，适合国家鼓励、引导集体、企业和个人开发。
4.3 小水电资源可以就近供电，就近消纳，不需要高电压大容量远距离输电，发电成本和供电成本相对较低。
4.4小水电是电力工业的重要组成部分，是大电站的有益补充，可为“西电东送”提供有力的支撑。
4.5 小水电是国际公认的可再生绿色能源，与其他可再生能源（太阳能、风能、生物质能等）相比，其技术比较成熟、造价低，非常适合为分散的农村供电及电气化建设，其开发利用有利于能源结构的调整優化，有利于人口、资源、环境的协调发展和经济社会可持续发展。
5发展状况
新中国成立初期，为解决中国农村无电可用的问题，政府结合江河治理开发农村水电，解决照明和生产用电问题。直到20世纪80年代，全国一半以上的农村还是主要靠农村水电供电。目前仍有800多个县主要靠农村水电供电。通过开发农村水电，累计解决了５亿多无电人口的用电问题。
中国有1500多个县开发了农村水电，共建成水电站4.8万座。2003年全国新增农村水电装机270万kW，全国农村水电总装机达到3120万kW，年发电量1100亿ｋＷ·ｈ，均占全国水电总装机和年发电量的40%。2003年中国农村水电增加值482亿元，税利84亿元，其中税收42亿元。
从20世纪80年代开始，国务院部署开展了三批农村水电初级电气化县建设，建成了653个农村水电初级电气化县。农村水电初级电气化县建设有力地拉动了经济社会的发展。这些县都实现了国内生产总值、财政收入、农民人均收入、人均用电量“5年翻一番”、“10年翻两番”的目标，经济结构显著改善，发展速度明显高于全国平均水平。
农村水电已经成为中国广大农村重要的基础设施和公共设施，是中西部地区税收的重要支柱、经济发展的重要产业、农民增收的重要途径，在中国经济社会发展中发挥着重要的作用。
6结束语
我国具有得天独厚的水能资源，其理论蕴藏量为6.76亿kW，年发电量59200亿kW.h，技术可开发量为3.78亿kW,居世界首位。逐渐加大开发力度，利用好丰富的水能资源，对于我国的现代化建设和可持续发展战略的实施，具有十分重大的意义。
参考文献：
[1]水力发电厂自动化设计技术规范，DL/T5081-1997；
[2]水电站综合自动化，中国电力出版社，1998年5月。
[3]郑源，刘德有，朱长华，等.水电厂检修管理信息系统设计[J].广西水利水电，2000(4).