1 問題的提出
20世紀(jì)80年代及以前建成的農(nóng)村小水電站，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件，電站設(shè)施簡單落后，自動(dòng)化程度很低；1990年以后，有些新建的農(nóng)村股份合作制小水電站，業(yè)主追求快速回報(bào)，為減少投資，一般在水電站也采用目前較為落后的常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)化程度較低。隨著電力生產(chǎn)和電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，這些電站自動(dòng)化程度低因而越來越不適應(yīng)發(fā)展的形勢(shì)，難于快速響應(yīng)電網(wǎng)的要求，并給電站安全運(yùn)行帶來隱患。因此，為確保這些已建電站的效益和安全，本著與時(shí)俱進(jìn)的精神，有必要應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，配置計(jì)算機(jī)監(jiān)控裝置，以提高電站自動(dòng)化程度、對(duì)電網(wǎng)的響應(yīng)速度和安全生產(chǎn)水平，提升農(nóng)村小水電站現(xiàn)代化水平。
2 推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的必要性
2.1 可轉(zhuǎn)變水電站運(yùn)行人員職能
水電站常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)行人員必須進(jìn)行操作，對(duì)機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，在中控室進(jìn)行監(jiān)盤，在整點(diǎn)時(shí)對(duì)電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行記錄。由此可見，水電站常規(guī)控制系統(tǒng)不能把運(yùn)行人員從重復(fù)的機(jī)械操作中解脫出來。
農(nóng)村小水電站實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控，可轉(zhuǎn)變水電站運(yùn)行人員的職能，把運(yùn)行人員從對(duì)水電站設(shè)備的操作向?qū)λ娬驹O(shè)備的管理進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使水電站運(yùn)行人員有更多的時(shí)間和精力花在水電站設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)上，保證水電站設(shè)備的可用性和完好性，延長水電站設(shè)備的使用壽命及檢修周期。水電站設(shè)備的一些重復(fù)操作、調(diào)節(jié)、運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)的記錄則可由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在不須運(yùn)行人員干預(yù)的情況下自動(dòng)完成。
2.2 可進(jìn)一步提高水電站設(shè)備運(yùn)行的可靠性
水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)要保證水電站設(shè)備可靠運(yùn)行，首先必須保證自身能可靠運(yùn)行。常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)是由繼電器或靜態(tài)集成電路等構(gòu)成，控制系統(tǒng)動(dòng)作的準(zhǔn)確性是通過動(dòng)態(tài)試驗(yàn)得到證實(shí)和驗(yàn)證的。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，若某一部分發(fā)生故障，運(yùn)行人員不易發(fā)現(xiàn)。若此時(shí)水電站設(shè)備再發(fā)生事故，就有可能造成拒動(dòng)或誤動(dòng)的嚴(yán)重后果，這是常規(guī)控制設(shè)備的缺點(diǎn)。水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)則可避免這個(gè)缺點(diǎn)，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)可通過自檢來及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的故障，從而進(jìn)一步提高水電站設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
2.3 有利于實(shí)現(xiàn)水電站調(diào)度自動(dòng)化
采用常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)水電站的調(diào)度是通過人工調(diào)度來完成的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力用戶對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求，依靠人工對(duì)水電站進(jìn)行調(diào)度顯得越來越落后，越來越不適應(yīng)。而采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過無線通信、光纖通信等方式，可方便與調(diào)度端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接，組成調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，由調(diào)度端的計(jì)算機(jī)按照設(shè)定的調(diào)度程序向水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送調(diào)度指令，水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在收到指令后自動(dòng)完成對(duì)設(shè)備的控制操作，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化，滿足電網(wǎng)對(duì)電力生產(chǎn)的要求和用戶對(duì)電力的需求。
2.4 可有效減少水電站運(yùn)行人員，降低電力生產(chǎn)成本
采用常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于電站的監(jiān)視、操作和參數(shù)記錄等工作均需由運(yùn)行人員完成，因此必須配備較多的運(yùn)行人員，這對(duì)于裝機(jī)容量較小的農(nóng)村小水電站來說，其人員工資等支出是一筆不小的費(fèi)用，裝機(jī)越小，臺(tái)數(shù)越多，人員工資等支出在單位電能成本中所占的比例就越高。而采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，由于其自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)少人甚至無人值守，從而降低電力生產(chǎn)成本，提高電站經(jīng)濟(jì)效益。
3 應(yīng)用實(shí)例及取得的實(shí)效
安吉縣賦石水庫電站、孝豐水電站和老石坎水庫電站結(jié)合電站技改或報(bào)廢重建，先后于2002年3月、2003年3月和2005年3月完成了電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控項(xiàng)目，并取得了明顯成效。
3.1 提高了電站的自動(dòng)化水平
賦石水庫電站裝機(jī)5400 kw，孝豐電站裝機(jī)2000 kw，老石坎水庫電站裝機(jī)3500
kw。3座電站的自動(dòng)化改造均采用NJK-2001水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對(duì)水電站進(jìn)行遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙視等“五遙”，完成保護(hù)、電費(fèi)統(tǒng)計(jì)和管理；對(duì)各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理、儲(chǔ)存；對(duì)各控制對(duì)象進(jìn)行各種方式的控制；對(duì)故障進(jìn)行處理、報(bào)警、記錄；自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水電站多種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。該計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的投運(yùn)，大大提高了3座電站的自動(dòng)化水平。
3.2 提高了電力生產(chǎn)的安全性和可靠性
采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控后，由于系統(tǒng)“五遙”的實(shí)現(xiàn)，電站運(yùn)行能及時(shí)掌握前池水位變化，避免了因水頭高，運(yùn)行人員觀察不便而造成水位過高漫堤倒埂事故；避免了因維護(hù)的疏忽而造成常規(guī)保護(hù)系統(tǒng)故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)釀成設(shè)備事故；避免了系統(tǒng)事故跳閘運(yùn)行人員操作延誤造成機(jī)組飛車事故等，從而大大提高了電站運(yùn)行的安全性和可靠性。3座電站自實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控以來，未發(fā)生過一起事故。此外，由于自動(dòng)化程度的提高，電站能及時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)的要求，快速并網(wǎng)升荷，滿足電網(wǎng)需要和電力用戶的需求，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了更大貢獻(xiàn)。
3.3 提高了電站的經(jīng)濟(jì)效益
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的投入，不但提高了3座電站的自動(dòng)化水平和電力生產(chǎn)的安全可靠性，而且實(shí)現(xiàn)了少人值守（賦石電站運(yùn)行工由原來的24人減少到12人，孝豐電站由原來的20人減少到8人，老石坎電站由原來的23人減少到10人），起到了減員增效的作用。3座電站共減員37人，按3座電站運(yùn)行人員年人均工資（包括獎(jiǎng)金和福利每人約3萬元）計(jì)算，每年約可減少發(fā)電支出111萬元，成效十分明顯。由于成本的降低，發(fā)電效益明顯提高。
4 當(dāng)前在推廣計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)中遇到的主要問題
農(nóng)村小水電站運(yùn)行人員一般文化程度都較低，在接受和應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)上尚有一定難度。
受傳統(tǒng)觀念和慣性思維的影響，部分地方領(lǐng)導(dǎo)和電站業(yè)主認(rèn)為“有沒有計(jì)算機(jī)監(jiān)控電站都照樣發(fā)電，也沒出什么大問題”，對(duì)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)越性認(rèn)識(shí)不足，積極性不高。
農(nóng)村小水電站裝機(jī)規(guī)模小，年發(fā)電收入不高，且大多為股份合作制電站，不提可供更新改造使用的折舊基金，每年收益在扣除生產(chǎn)成本、上交稅費(fèi)后基本分完，因此缺乏應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)所需的資金。
5 推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的對(duì)策和建議
在保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備先進(jìn)性、可靠性的前提下，設(shè)備研制單位應(yīng)按盡量簡化的原則，生產(chǎn)性價(jià)比高、操作便利、使用簡單的“傻瓜”型計(jì)算機(jī)監(jiān)控裝置，以適應(yīng)農(nóng)村小水電站資金承受力低、運(yùn)行工文化程度較差的實(shí)際情況。
小水電主管部門要加大推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的宣傳力度，結(jié)合成功典范，宣傳應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)越性，克服當(dāng)前在部分地方領(lǐng)導(dǎo)和電站業(yè)主中存在的認(rèn)識(shí)偏差。此外，按通俗易懂的原則，更新農(nóng)村小水電站培訓(xùn)教材，增加計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控內(nèi)容，努力提高農(nóng)村小水電站運(yùn)行人員應(yīng)用和操作能力。
在“十一五”水電農(nóng)村電氣化縣建設(shè)中，建議地方政府在中央補(bǔ)助資金中單列推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的專項(xiàng)資金，以扶持農(nóng)村小水電站實(shí)施計(jì)算機(jī)監(jiān)控項(xiàng)目。
根據(jù)科技的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，為加快我國農(nóng)村小水電站現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程，在今后農(nóng)村小水電站開發(fā)建設(shè)中，水電主管部門應(yīng)會(huì)同相關(guān)部門逐步建立和完善強(qiáng)制推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)機(jī)制，在小水電站新建和改造項(xiàng)目報(bào)批時(shí)，要求可研報(bào)告和設(shè)計(jì)中必須有計(jì)算機(jī)監(jiān)控內(nèi)容，否則一律不予審核、審批，運(yùn)用政府職能保證和加快農(nóng)村小水電站現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。
6 結(jié)束語
當(dāng)前農(nóng)村小水電站大都為村集體建造或當(dāng)?shù)剞r(nóng)民合股建造，是村集體經(jīng)濟(jì)的重要來源和山區(qū)農(nóng)民收入的主要來源之一。由于在農(nóng)村小水電站實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控能有效提高電站運(yùn)行的可靠性、安全性和發(fā)電效益，從而保證了村集體資金來源的穩(wěn)定和農(nóng)民收入的增加，有利于提高農(nóng)村物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)水平。因此，在農(nóng)村小水電站推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)，既是農(nóng)村小水電發(fā)展的必然選擇，也是新農(nóng)村建設(shè)的實(shí)際需要，其重要意義不言而喻。