湖北省農村水電改造路徑研究

李治華

摘?要?湖北省是水能資源大省，其農村水能資源豐富，開發利用率較高，但地區分布不均。水電開發對于農村發展和新農村建設至關重要，而老、舊電站存在效益低、安全問題突出等一系列問題，針對這些問題，湖北省探索出一條增效擴容、提高水能資源利用率的水電改造之路，初顯改造成效。

關鍵詞?農村水能資源；增效擴容；改造；湖北省

中圖分類號：F426.61?文獻標志碼：B?文章編號：1673-890X（2014）03-082-5

1?湖北省農村水電開發利用基本情況

1.1?水能資源豐富

湖北省水能資源豐富，全省水能資源理論蘊藏量1838.7萬kW，其中水能資源理論蘊藏量1.0萬kW及以上河流173條，理論蘊藏量1746.8萬kW；水能資源理論蘊藏量1萬kW以下河流250條，理論蘊藏量91.9萬kW。全省河流水能資源理論蘊藏量統計成果見表1。

表1?湖北省河流水能資源理論蘊藏量

資源類別 河流數

/條 平均功率

/萬kW 年電量

/億kW?h

理論蘊藏量 423 1838.7 1610.7

1萬kWt及以上河流理論蘊藏量 173 1746.8 1530.2

1萬kW以下河流理論蘊藏量 250 91.9 80.5

湖北省農村（0.01≤N≤5萬kW）水電站按流域統計情況詳見表2。

1.2?地區分布不均

如表所示，湖北省農村水能資源主要分布在清江水系、漢江的堵河、南河水系；三峽北岸的黃柏河、香溪河、沿渡河水系；洞庭湖水系的酉水、溇水；以及鄂東諸河等流域。水能資源地區分布不均，根據行政區劃主要分布在鄂西山區的恩施、十堰、宜昌及神農架林區，以及鄂東南山區的黃岡、咸寧等區域內。其中恩施、十堰和宜昌最多，天門、潛江最少，仙桃無技術可開發量。

1.3?開發利用率較高

到2011年底，已建水電站1783處、裝機容量3369.0萬kW （含大中型），占全省水能資源技術可開發量的91.8%。中、小型水電站裝機達到1776處、裝機容量427.3萬kW，占中、小型水電資源技術可開發量的63.7%。農村水電裝機1764處、裝機容量296.1萬kW （5萬kW及以下），占農村水電資源技術可開發量的52.68%。

2?農村水電開發的重要性與改造的必要性

2.1?農村水電開發的重要性

農村水電是農村重要的中小型基礎設施和公共設施，是多數山區貧困縣的支柱產業和財政收入的主要來源，在農村經濟社會發展中占有十分重要的地位，農村水電開發主要體現在以下幾個方面。（1）加快了水能資源開發步伐，提高了農村用電水平。以水能資源開發和農村水電建設為契機，多渠道、多層次籌措資金，加快水能資源開發步伐，提高了農村用電水平。（2）促進了縣域經濟快速發展，增加了農民收入。通過大力發展農村水電，西部山區縣域經濟得到了快速發展，水電行業對其貢獻顯著，很多地方水電企業上繳稅收平均占縣級財政收入的10.7%，部分縣占20%以上，成為縣域經濟發展的支柱產業。通過農村水電的建設，鼓勵農民利用征地補償金入股和直接參與電站建設，增加農戶收入。（3）提高了水資源綜合利用效益，促進了中小河流治理。在水能資源開發中充分注重合理配置和保護水能資源，走流域綜合治理開發之路。在解決當地用電問題的同時，增加了灌溉面積，減輕了下游防洪壓力，保障供水安全，促進了中小河流綜合治理和水資源的合理有效利用，實現了發電、灌溉、飲水相結合，保持了河流生態用水，維護了河流健康生命。（4）推動了農村基礎設施建設，改善了農村人居環境和生產生活條件。帶動了農村基礎設施建設和相關產業發展，為農民擺脫貧困、奔向小康插上了騰飛的翅膀，不完全統計，我省通過水電建設，共新建和改造鄉村公路1.67萬km，相當多的鄉鎮和多個行政村直接受益。城鄉家用電器得到更加廣泛的普及，文化設施日趨完善，“寬帶網”進村入戶，農民“衣、食、住、行、用”等各方面條件得到明顯改善。（5）鞏固了退耕還林成果，實現了人和自然和諧相處。農村水電特別是水電農村電氣化、小水電代燃料和增效擴容工程的建設，農民可不再為砍柴付出大量艱苦的勞動，保護了自然森林及生態環境，森林覆蓋率得到了普遍提高，鞏固了退耕還林成果。以水發電替代煤發電，減少二氧化碳、煙塵排放量和大量二氧化硫等污染物排放，維持了良好生態環境，使山區的天更藍、山更綠、水更秀，實現了人和自然的和諧相處。

2.2?農村水電改造的必要性

近年來，隨著經濟體制改革的逐步深化，湖北省農村水電站所有制形式和經營體制發生了深刻變化，逐步由長期以來單一的國有所有制向國有、集體、股份制、民營等多種所有制形式并存格局轉變。湖北省農村水電經歷了從傳統管理、科學管理到現代化管理的三個階段。多年來，農村水電企業積極推行目標成本管理，將目標成本層層分解到車間、班組、個人，從而降低了運行成本，提高了經濟效益。但是，這些老、舊電站上網電價低，管理人員多，企業負擔重，經濟效益差，存在一定的安全隱患，缺乏足夠的維護管理資金，單靠自身實力難以進行增效擴容改造。增效擴容，提高水電資源的利用率是水電改造的必經之路。（1）農村水電轉變發展方式、實現可持續發展的內在需求。目前湖北省農村水電資源技術可開發量已經達到52.68%，新建項目的空間不大，從“十二五”開始，將從注重新建項目向更加重視增效擴容改造方面轉變，走老舊電站提高綜合能效，消除安全隱患，注重生態環保，完善綜合利用功能的新路子。可以說，實施農村水電增效擴容改造是一項促進湖北水電轉變發展方式，實現科學發展、可持續發展的重要抓手，是在新形勢下開展“民生水電、平安水電、綠色水電、和諧水電”的又一項重要任務。（2）消除工程安全隱患、保障公共安全的迫切需要。1995年以前投產的農村水電站普遍存在設計標準低、技術過時落后，建筑質量差、設備制造水平及技術性能低，普遍存在的主要問題：一是水輪發電機組設備磨損嚴重。發電機老化，溫升過高、震動過大、效率降低；水輪機轉輪氣蝕嚴重，水機運行效率達不到設計要求；過流部件漏水嚴重，棄水過大，機組運行狀態不穩；水機調速器及進水管蝴蝶閥動作不可靠，自動化程度不高；油、汽、水等系統設備運行性能不穩定。二是電氣設備老化嚴重及能耗過高。電站主變壓器介損嚴重超標，達不到安全運行經濟指標；其它一次設備，特別是高、低壓開關設備，都是按上世紀八十年代配置的開敞式無防護型設備，絕緣老化，運行超溫嚴重，屬淘汰產品，設備維護及檢修困難。三是控制保護設備技術普遍落后。電站勵磁、調速、監控、保護系統及水機自動化設備陳舊、技術落后、自動化水平低，運行調度動作不可靠，有時電壓、電流及溫度無法滿足電力安全生產的要求。四是渠道、隧洞、壓力前池等擋水、泄水建筑物存在滲漏、塌陷、沖刷、淤積等方面的工程缺陷。實施農村水電增效擴容改造，在消除工程安全隱患，保障公共安全等方面成效明顯、作用突出。（3）發展可再生能源、促進節能減排的需要。深入推進節能減排是貫徹落實科學發展觀、加快轉變經濟發展方式的重要抓手，是破解資源環境約束的重要途徑，也是應對氣候變化的有效舉措。“十二五”時期，我國繼續完成單位GDP能耗下降16%、全國化學需氧量和二氧化硫分別下降8%、全國氮氧化物排放總量分別下降10%的任務。農村水電增效擴容改造不需移民，不增加環境負擔，開發成本和電能質量均優于風能、太陽能等同類能源。農村水電增效擴容改造可較大規模地新增水電發電量，隨著這些易實施、見效快、效果好的節能減排項目的潛力得到挖掘和釋放，將為實現節能減排目標做出更加積極的貢獻。（4）改善河流生態環境，促進人水和諧的需要。農村水電過去在解決農村無電缺電問題、促進地方經濟發展上發揮了重要作用，得到了廣大農民的擁護和歡迎。但受當時開發理念和條件的限制，早期建設的部分電站存在河段減水脫流，影響河流生態和下游生產生活用水等問題。隨著經濟社會發展，科學發展理念深入人心，人民群眾環保意識不斷增強，社會公眾對河流生態要求越來越高，加強生態流量管理，確保小水電站最小下泄生態流量，使下游河道不干涸、不斷流，打造綠色水電，改善河流生態環境，保護好青山綠水，促進人水和諧勢在必行。（5）服務“三農”、促進社會主義新農村建設的需要。湖北省農村水電是當地農民、農村集體經濟組織的重要收入來源和農村公益事業的主要支柱。實施增效擴容改造，直接惠及當地農民，電站增容、農民增收，對鞏固農村基層政權、加強農村基礎設施建設和壯大農村集體經濟有重要意義。（6）發展分布式能源、提高應急救災能力的需要。農村水電具有“分布分散、就地開發、就近供電、啟閉迅速”等特點，在應急救災中具有重要作用。2008年初我國南方發生雨雪冰凍災害，湖北省恩施州及咸寧市農村水電為保障縣城和農村春節期間供電發揮了關鍵作用。

3?農村水電的改造之路

3.1?“四位一體”的農村水電技術改造

湖北省具有雄厚人才資源和技術資源，農村水電站監控設備、微機勵磁設備、微機調速器設備、微機保護裝置、光纖數字設備廠家眾多，很多技術處于國內領先地位。使我省在農村水電現代化技術改造方面具有一定的優勢。

在水輪發電機組改造方面，湖北省以更換高效轉輪和發電機定、轉子線圈為主，既減少了投資，也節約了大量金屬材料。

在調速器改造方面，主要更換電氣部分和部分機械設備，保留液壓部分，既可減少投資和材料，還可減少工作量，縮短改造工期。對一定需要更新改造的，優先采用高油壓微機調速器，并不再設氣系統，簡化了運行管理。

在電氣設備改造方面，以安全為第一要素，盡量采用免維護和運行操作簡單的智能設備，減少運行人員的操作失誤和工作壓力。

在流域梯級電站統一調度、管理方面，做了一些積極的探索，積累了寶貴的經驗。如1990年五峰縣松林坪水電站采用微機監控系統；1997年興山縣古夫110kV變電站采用了微機綜合自動化系統替代電磁式控制保護設備等。

3.2?增效擴容——水電改造的必經之路

農村水電增效擴容改造工程是通過采用新技術、新材料、新工藝和新設備對老舊農村水電站實施改造，其工期短、規模小、無移民，基本不增加淹沒耕地、林地和永久性占地。2011年，全省47座水電站納入全國農村水電增效擴容改造試點計劃。改造前裝機容量11.189萬kW，改造后裝機容量可達到13.477萬kW，計劃總投資4.19億元。目前，47個試點項目已經圓滿完成改造任務，通過了完工驗收，對提高人民生活水平，壯大農村集體經濟，促進農民增收發揮了重要作用。其效益主要體現在以下5個方面。（1）促進減排溫室氣體。新增的清潔可再生電能，可替代化石能源消耗，減少二氧化碳、二氧化硫等有害氣體排放，減輕煙塵污染、水污染和酸雨危害，改善大氣環境和水環境。（2）改善河流生態環境。針對部分老舊電站原設計未考慮生態流量的問題，采取相應的工程措施后可滿足下游河道生態流量要求，為達到改善河流生態環境的目標，改造中以維護河流健康為目標，生態基流不得低于河段多年平均流量的10%。確保小水電站最小下泄生態流量，使下游河道不干涸、不斷流。（3）保護森林植被。通過為農民提供廉價電力，實現以電代柴，可有效保護山區植被，鞏固退耕還林成果，避免水土流失，恢復青山綠水。（4）改善公共安全環境。在鞏固、增效和擴容老舊電站發、供電能力的基礎上，消除電站自身安全隱患，使其防洪標準和運行狀況滿足公共安全要求。（5）提高水資源綜合利用能力。增效擴容項目絕大多數都是經過水庫整險加固的項目，改善了灌溉、人畜飲水、生態修復和滿足人民群眾生產生活用水需要。增效擴容主要側重在機電設備更新改造、優化梯級電站調度方面，提高了水資源的綜合利用能力。

農村水電是綠色可再生能源，增效擴容改造具有較強的公益性，湖北對水電改造的探索具有很大實踐意義。目前國家對推進農村水電增效擴容工作和發展可再生能源出臺了一系列的扶持和優惠政策，增效擴容的水電改造之路也將繼續為國家建設作出新貢獻。

參考文獻

[1]?中國可再生能源發展戰略研究項目組.中國可再生能源發展戰略研究叢書——水能卷[M].北京：中國電力出版社，2008.

（責任編輯：劉昀）

3?農村水電的改造之路

3.1?“四位一體”的農村水電技術改造

湖北省具有雄厚人才資源和技術資源，農村水電站監控設備、微機勵磁設備、微機調速器設備、微機保護裝置、光纖數字設備廠家眾多，很多技術處于國內領先地位。使我省在農村水電現代化技術改造方面具有一定的優勢。

在水輪發電機組改造方面，湖北省以更換高效轉輪和發電機定、轉子線圈為主，既減少了投資，也節約了大量金屬材料。

在調速器改造方面，主要更換電氣部分和部分機械設備，保留液壓部分，既可減少投資和材料，還可減少工作量，縮短改造工期。對一定需要更新改造的，優先采用高油壓微機調速器，并不再設氣系統，簡化了運行管理。

在電氣設備改造方面，以安全為第一要素，盡量采用免維護和運行操作簡單的智能設備，減少運行人員的操作失誤和工作壓力。

在流域梯級電站統一調度、管理方面，做了一些積極的探索，積累了寶貴的經驗。如1990年五峰縣松林坪水電站采用微機監控系統；1997年興山縣古夫110kV變電站采用了微機綜合自動化系統替代電磁式控制保護設備等。

3.2?增效擴容——水電改造的必經之路

農村水電增效擴容改造工程是通過采用新技術、新材料、新工藝和新設備對老舊農村水電站實施改造，其工期短、規模小、無移民，基本不增加淹沒耕地、林地和永久性占地。2011年，全省47座水電站納入全國農村水電增效擴容改造試點計劃。改造前裝機容量11.189萬kW，改造后裝機容量可達到13.477萬kW，計劃總投資4.19億元。目前，47個試點項目已經圓滿完成改造任務，通過了完工驗收，對提高人民生活水平，壯大農村集體經濟，促進農民增收發揮了重要作用。其效益主要體現在以下5個方面。（1）促進減排溫室氣體。新增的清潔可再生電能，可替代化石能源消耗，減少二氧化碳、二氧化硫等有害氣體排放，減輕煙塵污染、水污染和酸雨危害，改善大氣環境和水環境。（2）改善河流生態環境。針對部分老舊電站原設計未考慮生態流量的問題，采取相應的工程措施后可滿足下游河道生態流量要求，為達到改善河流生態環境的目標，改造中以維護河流健康為目標，生態基流不得低于河段多年平均流量的10%。確保小水電站最小下泄生態流量，使下游河道不干涸、不斷流。（3）保護森林植被。通過為農民提供廉價電力，實現以電代柴，可有效保護山區植被，鞏固退耕還林成果，避免水土流失，恢復青山綠水。（4）改善公共安全環境。在鞏固、增效和擴容老舊電站發、供電能力的基礎上，消除電站自身安全隱患，使其防洪標準和運行狀況滿足公共安全要求。（5）提高水資源綜合利用能力。增效擴容項目絕大多數都是經過水庫整險加固的項目，改善了灌溉、人畜飲水、生態修復和滿足人民群眾生產生活用水需要。增效擴容主要側重在機電設備更新改造、優化梯級電站調度方面，提高了水資源的綜合利用能力。

農村水電是綠色可再生能源，增效擴容改造具有較強的公益性，湖北對水電改造的探索具有很大實踐意義。目前國家對推進農村水電增效擴容工作和發展可再生能源出臺了一系列的扶持和優惠政策，增效擴容的水電改造之路也將繼續為國家建設作出新貢獻。

參考文獻

[1]?中國可再生能源發展戰略研究項目組.中國可再生能源發展戰略研究叢書——水能卷[M].北京：中國電力出版社，2008.

（責任編輯：劉昀）

3?農村水電的改造之路

3.1?“四位一體”的農村水電技術改造

湖北省具有雄厚人才資源和技術資源，農村水電站監控設備、微機勵磁設備、微機調速器設備、微機保護裝置、光纖數字設備廠家眾多，很多技術處于國內領先地位。使我省在農村水電現代化技術改造方面具有一定的優勢。

在水輪發電機組改造方面，湖北省以更換高效轉輪和發電機定、轉子線圈為主，既減少了投資，也節約了大量金屬材料。

在調速器改造方面，主要更換電氣部分和部分機械設備，保留液壓部分，既可減少投資和材料，還可減少工作量，縮短改造工期。對一定需要更新改造的，優先采用高油壓微機調速器，并不再設氣系統，簡化了運行管理。

在電氣設備改造方面，以安全為第一要素，盡量采用免維護和運行操作簡單的智能設備，減少運行人員的操作失誤和工作壓力。

在流域梯級電站統一調度、管理方面，做了一些積極的探索，積累了寶貴的經驗。如1990年五峰縣松林坪水電站采用微機監控系統；1997年興山縣古夫110kV變電站采用了微機綜合自動化系統替代電磁式控制保護設備等。

3.2?增效擴容——水電改造的必經之路

農村水電增效擴容改造工程是通過采用新技術、新材料、新工藝和新設備對老舊農村水電站實施改造，其工期短、規模小、無移民，基本不增加淹沒耕地、林地和永久性占地。2011年，全省47座水電站納入全國農村水電增效擴容改造試點計劃。改造前裝機容量11.189萬kW，改造后裝機容量可達到13.477萬kW，計劃總投資4.19億元。目前，47個試點項目已經圓滿完成改造任務，通過了完工驗收，對提高人民生活水平，壯大農村集體經濟，促進農民增收發揮了重要作用。其效益主要體現在以下5個方面。（1）促進減排溫室氣體。新增的清潔可再生電能，可替代化石能源消耗，減少二氧化碳、二氧化硫等有害氣體排放，減輕煙塵污染、水污染和酸雨危害，改善大氣環境和水環境。（2）改善河流生態環境。針對部分老舊電站原設計未考慮生態流量的問題，采取相應的工程措施后可滿足下游河道生態流量要求，為達到改善河流生態環境的目標，改造中以維護河流健康為目標，生態基流不得低于河段多年平均流量的10%。確保小水電站最小下泄生態流量，使下游河道不干涸、不斷流。（3）保護森林植被。通過為農民提供廉價電力，實現以電代柴，可有效保護山區植被，鞏固退耕還林成果，避免水土流失，恢復青山綠水。（4）改善公共安全環境。在鞏固、增效和擴容老舊電站發、供電能力的基礎上，消除電站自身安全隱患，使其防洪標準和運行狀況滿足公共安全要求。（5）提高水資源綜合利用能力。增效擴容項目絕大多數都是經過水庫整險加固的項目，改善了灌溉、人畜飲水、生態修復和滿足人民群眾生產生活用水需要。增效擴容主要側重在機電設備更新改造、優化梯級電站調度方面，提高了水資源的綜合利用能力。

農村水電是綠色可再生能源，增效擴容改造具有較強的公益性，湖北對水電改造的探索具有很大實踐意義。目前國家對推進農村水電增效擴容工作和發展可再生能源出臺了一系列的扶持和優惠政策，增效擴容的水電改造之路也將繼續為國家建設作出新貢獻。

參考文獻

[1]?中國可再生能源發展戰略研究項目組.中國可再生能源發展戰略研究叢書——水能卷[M].北京：中國電力出版社，2008.

（責任編輯：劉昀）