水電站“區域集控、無人值守”運行管理模式的探討

劉朋 劉持源 黃德福

摘 要：本文首先介紹了國內水電領域無人值班（少人值守）的發展與現狀，基于國家水電發展“十三五”規劃，通過創新運行理念，提出了水電站“區域集控 無人值守”的一體化運行管理模式，詳細分析了管理方法、實施策略以及面臨的挑戰。

關鍵詞：水電站；區域集控；無人值守；一體化管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.202

0 引言

由于水電站大部分建在深山邊遠地區，距離城市較遠，給生產一線人員帶來諸多不便，特別是傳統水電站，技術、設備、生產方式都相對落后，運行人員24h監控值班，這種運營方式對人力資源、物力資源需求很大，滯后人才發展，影響企業的經濟效益。

如今，隨著經濟水平的提高和制度不斷完善，水電站設備與相關技術得到了很大程度的創新和改進，而新電站施工設計原則就是按照“無人值守”進行設計改造，自動化程度較高，監控系統較完善，且已實施“遠方集控 、少人值守”運行管理模式。本文在“遠方集控 、少人值守”基礎上主要闡述水電站實施“區域集控 無人值守”運行模式的意義、管理方法、實施策略，促進了企業更加高效、快速向數字化智能型電站發展，進一步優化人力資源配置，降低生產成本、提高勞動生產率。

1 水電發展現狀

水電作為技術成熟、運行靈活的清潔低碳可再生能源，并有防洪、供水、航運、灌溉等綜合利用功能，經濟、社會、生態效益顯著。根據最新統計，我國水能資源可開發裝機容量約 6.6 億千瓦，年發電量約 3 萬億千瓦時，按利用 100 年計算，相當于 1000 億噸標煤，在常規能源資源剩余可開采總量中僅次于煤炭。經過多年發展，我國水電裝機容量和年發電量已突破 3 億千瓦和 1 萬億千瓦時，分別占全國的 20.9% 和 19.4%，水電工程技術居世界先進水平，形成了規劃、設計、施工、裝備制造、運行維護等全產業鏈整合能力。

“十三五”期間，中國新開工常規水電和抽水蓄能電站各6000萬千瓦左右，預計2020年水電總裝機容量達到3.8億千瓦，其中常規水電3.4億千瓦，抽水蓄能4000萬千瓦，年發電量12500億千瓦時，折合標煤約3.75億噸，非化石能源消費比例保持在50%左右。

2 國內無人值班（少人值守）發展與現狀

我國于 20 世紀 90年代開始探索水電站“無人值守”模式。截至1998 年底，廣州抽水蓄能、遼寧太平灣、湖北葛洲壩和清江隔河巖等 4 座大中型水電站率先實行了“無人值班” （ 少人值守） 運行方式。隨后，南方電網調峰調頻公司旗下的惠州抽水蓄能電站、清遠抽水蓄能電站、魯布革水電站等，均采取“關門運行、遠方控制”的值班方式； 華能瀾滄江公司旗下的糯扎渡、小灣、漫灣等水電站，華電烏江公司旗下的構皮灘、洪家渡、東風等水電站，國電大渡河公司旗下的瀑布溝、龔嘴、銅街子等水電站、湖北清江公司旗下的水布埡、隔河巖及高壩洲等水電站，均實現流域水電站“集中控制、無人值班”的值班方式。其中，火溪河流域的涪江公司4個梯級水電站實行遠方集中控制。

3 “區域集控 無人值守”運行管理模式實施策略

3.1 “區域集控 無人值守”概況

在多個水電站附近區域成立一個集控中心，對各站設備進行運行監視、監測、控制，各站生產現場無值班人員，機組工況轉換、負荷調整由相應的調度機構或集控中心發令并按程序自動執行；在指定的待命值班地點設立待命值班人員隨時待命，待命人員定期到廠房巡視，當設備發生異常或故障時，相關自動裝置能自動處理，不需要人員到現場即時干預。

3.2 實施“區域集控 無人值守”的意義

3.2.1 管理上創新方式、優化提升，流程上精簡環節、提高效率

“區域集控 無人值守”運行管理模式，對水電站集中管理，極大程度上保證調度、 監控的和諧統一， 縮短調度命令的傳達轉化時間和過程， 減少事故、異常處理時間， 加快電站發展和提升工作效率，對提升管理水平、運作效率、集約化、精益化管理有著積極作用，有利于電站安全運行。

3.2.2 節約人力資源，提高勞動生產率

實行“區域集控 無人值守”運營模式，充分利用先進的通訊、網絡技術與智能調控技術，實現遠端操控與統籌監管，不僅可以從根本上節省寶貴的人員勞動力，而且在計算機網絡技術的支持下，水電站運行過程中的所有數據均可以實現精準高速的分析和處理，進一步提高電站安全生產水平。

3.2.3 進一步深入推動電力改革

響應國家電網公司發展戰略體系建設，全面推進電力改革。貫徹水電發展“十三五”規劃要求，大力發展水電清潔能源，加快推進體制機制創新，完善水電建設管理體制，提升流域綜合管理水平。因此，在水電發展中推行“區域集控 無人值守”是技術改革創新、提高電站建設和國際競爭力的重要體現。

3.3 “區域集控 無人值守”模式管理方法

3.3.1 集控中心和無人值守管理模式

“無人值守”實現方式。

a）區域水電站構成梯級水電站的，由梯級調度集控中心直接監控，各被監控電站實行“無人值守”。

b）一廠多站（指一個水電廠有幾個生產廠房）的水電廠與附近區域生產機構相似的水電廠，設立一個集控中心，實現由一個總控制室的集中監控，各被監控電廠實行“無人值守”。

c）區域單座水電站實現“無人值守”，可以由上級調度直接控制或設置集控中心。

d）由上級調度（包括網、省調等）直接監控的水電廠可直接實行“無人值守”。

3.3.2 集控中心設置原則

根據本地區電網的結構和水電站站址、類型（常規或抽水蓄能）、分布、裝機容量等情況， 充分利用現有設備資源， 節省投資， 降低運行維護成本， 結合工程規劃因時、因地制宜選擇確定。

（1）完全滿足電站安全運行和監控需求的區域集控中心系統，保證電站安全、優質、經濟運行。

（2）根據水電站地域經濟狀況、類型、裝機容量配置不同的區域性集控系統，使系統具有針對性、實用性。

（3）集控中心建設必須充分考慮系統的安全性、穩定性、可靠性和完整性，集控中心自動化系統具備數字化智能型電站的接入能力，具有數據通訊、數據處理、遙測處理、遙控、搖調、事項處理及語音告警、事故記錄、電量采集、統計計算、歷史數據存儲、狀態監測、水情測報、人機交互等功能。計算機監控系統必須滿足當前需要和長遠發展，符合各項國際標準。

（4）集控中心值班室安裝獨立回路的緊急停機和落快門硬接線按鈕，確保機組遠方一鍵可靠停機。

3.3.3 建立健全規章制度，優化職責分工

改變運行人員現場值守倒班的運行方式，對電站運行人員和業務進行重組整合，調整組織機構、劃分崗位職責、梳理業務流程；編制水電站無人值守執行手冊，建立科學合理的規章制度，設計人員培訓發展、人才梯隊建設體系，加以組織保障和制度保障，確保每位員工的發展切合電站關門運行人才的戰略需求。

（1）集控中心實行24h不間斷工作，填寫運行日志及相關記錄；

（2）待命值班人員應在指定待命地點隨時待命，可根據地理位置、電站的數量、交通條件設立一個或多個待命值班地點，確保能夠準確接收遠程監控中心或電站管理人員的指令，并迅速趕往電站；

（3）發生下列情況，電站可臨時恢復有人值班運行方式。

a）通信中斷且短期內無法恢復時；

b）電站設備設施條件發生變化，無法滿足無人值守技術要求時；

c）極端惡劣天氣或防汛需要時。

（4）電站應建立現場巡回檢查制度、遠方監控制度、事故處理及報告制度、設備檢修、試驗和輪換制度、設備缺陷管理制度、防誤操作裝置的保管制度和使用制度、兩票制度、交接班等制度，建立健全崗位職責、事故、故障、突發事件的應急管理機制。

a）集控中心人員職責。執行電力調度機構下達的運行方式和發電調度計劃，負責各電站機組啟停、遠程工況轉換、負荷調整以及運行管理工作；負責辦理電力調度機構管轄范圍內設備的檢修申請和新設備投產申請、向調度機構提出檢修申請及執行檢修的相關工作；負責協調事故處理、溝通匯報工作。

b）待命值班人員職責。負責接收并執行集控中心或電站管理人員指令；負責巡回檢查、現場操作、兩票辦理、現場應急處置、現場事故及異常處理，向集控中心提出有可能影響主設備運行或降低主設備運行可靠性的維護、檢修申請，并按調令執行相關操作和現場應急處置等工作。

4 “區域集控 無人值守”運行模式面臨問題

4.1 人員素質問題

推行“無人值守”模式對水電站運維人員的綜合素質提出更高要求，不僅具備扎實的專業技能、業務水平，還要熟練掌握各自動化系統的操作方法。因此，電站需圍繞“無人值守”模式加大運維人員業務技能培訓力度，積極采取多媒體平臺、專題講座、事故演習、比武競賽等多種培訓形式，提升員工安全生產技能，使電站遇到緊急情況時可以果斷準確的進行調控，保證電站安全。

4.2 設備改造問題

對于傳統電站，受當時條件約束，設備較老舊，技術較落后，自動化程度不高，舊設備、主設備保護、工業電視、廠用電系統、消防系統、計算機監控系統、通訊裝置等需要大量改造，成本消耗較高；由于集控中心自動化系統與調度自動化系統通過網絡連接， 共用歷史服務器和實時服務器， 如果集控中心管轄水電站數量較多， 自動化系統的局域網上信息流量龐大， 信息類型繁雜， 系統運行可靠性降低。需加強系統維護力度，進一步消除電站安全隱患。

5 結束語

目前，水電作為清潔能源，得到絕大多數國家的積極提倡和優先發展。實施“區域集控 無人值守”運行模式更是需要得到國家電網公司認可和各電力系統配合，“無人值守”集控管理，節省人力，精簡流程，拓寬渠道，使電站運維人員能進一步體會山里工作，城市生活，增加工作幸福指數，提高工作效率，促進電力企業高效快速發展。

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資助項目：電氣類專業教學指導委員會專業教育教學改革研究課題（DQJZW2016026）

作者簡介：劉朋（1990-），男，吉林榆樹人，本科，學士，研究方向：水電運行與管理。