水電站運維一體化模式探討

王偉 李誼斌

(中國水利水電第十一工程局有限公司 河南鄭州 450000)

電力體制改革帶來電力行業投資主體多元化發展，使我國市場需求等方面發生巨大變化。水電站是將水能轉化為電能的綜合工程設施，傳統水電站存在運行維護分離、規范化意識薄弱等問題。探尋適合中國國情的設備模式是水電企業急需解決的問題。隨著梯級水電站開發，水電站運行逐漸形成一體化模式。水電站運維一體化模式可以減少工作人員的工作量，合理制訂現場工作計劃，在保證工作安全方面具有重要作用。隨著水電技術的發展，很多水電站采用集中控制水電站群模式，現階段水電站群集控模式研究重點在技術層面，尚未形成集控模式成熟技術匹配的組織標準，研究水電站運維一體化模式具有重要理論與現實意義。

1 水電站運維一體化模式研究

水力發電是目前成熟的可再生能源發電技術，具有可靠性高等優點，開發水電能源是促進低碳經濟發展的重要舉措[1]。近年來，國家開始大規模流域水電能源開發，出現新型的水電站群開發模式，水電站群開發有利于相關資源有序開發綜合利用，我國各流域水電站群在水能資源開發利用中發揮重要的作用。運維一體化模式是水電站群選用性能良好的機電設備實行遠程統一，是在水電站群建設中出現的新型運作模式。

1.1 水電站運維分析

電是具有公用屬性與服務性質的特殊商品，水力發電由于水是可再生資源相對環保，水電站是生產電能的工廠，利用水工建筑物蓄水等設施設備將水能轉換為電能。我國水電站有許多不同的分類方法，依據利用水源性質分為抽蓄儲能電站、潮汐電站；按照水電站對天然水流利用方式分為蓄水式與徑流式電站[2]。根據水電站裝機容量分為大中小型水電站，中小型水電站是裝機容量在10萬kW以下的水電站。中國規定水電站分為五等，水電是目前最實際有效的可再生資源，水利發電具有運行經營靈活，設備裝置使用壽命長等優點，中小型水電站主要缺點是建成后設備運維困難。

水電站運行設備是復雜的機電一體化系統，設備運維水平影響水電站的綜合效益。目前，水電站設備采用傳統專業分工模式，設備運行主要包括電站設備運行監控、設施巡檢點檢、技術臺賬錄入等工作，設備維護包括清潔保養調整維修等。水電站運維模式是亟待解決的問題[3]。水電站設備經歷事后維修預防與生產維修等階段，最初的設備為事后維修模式，主要分為兼修與專修階段。近年來提出狀態預制維修，TPM 是以設備綜合效率為目標，全體人員參與為基礎的設備保養維修體制。國內水電站企業設備模式不斷探索研究，大型水電企業占行業比重較小，水電主要包括三峽模式等。水電設備運行依據主體分為自運行與委托經營模式。隨著電力市場的多元化發展，一些水電站進行無人值守職業化精益模式等。

1.2 水電站運維一體化模式

水電站為技術密集型建筑，傳統運維模式將運行與維護分開，對設備結構性能等不熟悉，不能從根本上解決事故設備隱患。維修人員通常在設備出現故障后維修，導致設備運行時間短利用率低[4]。隨著科技的發展，水電站形成運維一體化模式，實現無人值守節約大量資源。水電站運維一體化模式是將運行維護各項工作合理分工，統一形成集運行維護等一體的流程，保證水電站安全穩定運行。圖1是集中控制模式結構示意圖。

圖1 集中控制模式結構示意圖

運維一體化模式是企業內部對水電站運行監控統一，對設備運行及時調整，可以及時應對出現的突發事件；設立維修班全天候對水電站運行檢修，保證電網的安全穩定運行。運維一體化改善員工的思想觀念，日常運行中可以預防故障，技術人員及時排除故障隱患，減少停運時間與設備維修成本。根據設備型號制定保養周期，結合實際情況及時調整。運維一體化模式鼓勵全員參與設備改造活動，對工作中出現的問題及時分析提出創新性意見。企業內部建立學習型組織，讓員工組織成員相互幫助發揮潛能，將創新思維轉化為具體成果。水電站運維一體化模式具有提高設備利用率、精細化等優勢。運維一體化模式注重對設備的優化改進，根據員工水平劃分職責，要了解設備出現的問題及處理方法，提高員工對設備故障的判斷力。

2 水電站設備運維一體化模式的發展

國家電力體制改革為水電企業帶來新的機遇與挑戰，隨著我國電力競價上網政策的實施，傳統單一水電站模式弊端日益突出，水電站以個體形式向電網供電競爭力薄弱，建立水電站群此方案充分體現競爭優勢。設備運維水平決定水電企業的安全生產與經濟效益，單一水電站設備運維模式成熟，集群控制設備運維模式處于探索階段，存在隨機成效低、忽視設備現場等問題。研究建立設備運維一體化模式，對提高水電站集控發電生產設備水平具有重要意義。

2.1 水電站設備運維模式存在的問題

水電站運營工作包括綜合保障、人力資源與生產運營等，生產運營包括安全計劃運行與設備維護等工作。企業生產涉及日常生產活動計劃的組織與控制，水電站生產運營具有原料產品單一、嚴格按調度計劃安排生產、銷售工作固定簡單等特點。20 世紀初，我國建成首座石龍壩水電站后開啟生產運營工作，國內水電站借鑒國外經驗進行創新，提出實踐多種新的生產模式，水電站主要包括遠方集控、運維合一、集中檢修等多種現代生產模式。

傳統設備模式的水電站多建于電力體制改革前，由于歷史原因機構龐大水平低，設備自動化程度不均勻，整體水平低。傳統生產模式水電站職能部門機構臃腫，非生產人員配備過多，新員工進廠后技術水平提升困難。目前，中小型水電站設備模式存在范圍狹小，設備運行維護工作獨立成本高，工作流程復雜導致設備不能及時維護，員工憑經驗工作現象嚴重，標準化有待加強；水電企業設備人員工作內容單一，企業經營目標不明確；績效考核與激勵機制有待完善，人員招聘與培訓體系不健全，企業文化建設成效不明顯。隨著電力體制改革的深入，大部分水電站開始逐步進行改革精簡機構，日益重視引進培養高素質技術人才，電站逐步采用新型生產模式。

2.2 水電站設備運維一體化問題解決思路

現階段，我國多數新建水電站達到集群控制所需技術要求，許多老水電站運維一體化模式改造完畢，但由于受傳統模式的影響，仍存在工作不規范、運維人員技術水平低、設備現場薄弱等許多問題。水電站設備現代生產模式包括流域集控，運維合一與遠方監控等方式，生產包括運維與檢修主要工作，不同生產模式具有各自優缺點，地區擁有多座電站發電公司技術力量較強，通常在中心城市設置集控中心集中控制，實現運維一體化，檢修方面實現集中檢修。

當前，我國大中型水電站群組織生產結構設計提出運維一體化模式、流程優化標準化、人才一專多能復合型等需求。水電設備運維一體化工作開展要設計集控設備運維專業化組織機構，專業化加快工作的規范化標準化，改善設備現場環境。中小型水電站設備運維需要考慮人員精簡高效，用TPM理念方法建立標準化體系，設計運維一體化的集控模式，構建團隊為主的人員考核培訓激勵機制，提高設備水平與人員素質。水電站設備運維一體化模式以保證站群安全可靠經濟運行為流程目標導向，對水電站群開展實地調研，運用人因工程學相關理論，通過工作流程與崗位分析，構建適用的水電站群組織體系，從倒班模式、應急機制與激勵考核機制等方面進行研究構建匹配運行機制。

3 水電站運維一體化模式實施

電力體制改革要求逐步規范電力市場，用市場經濟宏觀調控電力資源，加速產業資源在市場競爭基礎上的優化組合，為電站服務業的發展創造有利條件。隨著電力體制改革方案的實施，各種資本進入水電市場，為水電企業發展委托服務外包模式提供新的機遇。傳統水電企業設備模式機構復雜人員眾多，設備規范化薄弱，以利潤最大化為目標的水電企業必須降低成本，提高效率。水電站運行維護一體化模式實施要做好規劃設計，結合實際情況加強重點環節。

3.1 水電站運維一體化模式組織設計

水電生產是流程型生產，人在發電生產過程中負責設備監控維護保養等工作，離散型與流程型企業流程面向客戶，水電企業注重發電量，保障其運行過程的安全性與經濟性。組織結構具有流程活動相互緊密關聯，同流程活動要求知識技能縱向發展，注重生產過程的安全性等特點。水電站運維一體化組織設計是基于集控模式匹配組織結構過程，要整合設計水電站群的組織結構與崗位設置等內容，組織設計關鍵是要求集控中心與水電站運維分工，實現水電站安全可靠經濟運行過程。建立完善的組織體系，構建符合集控水電站的組織體系。

企業組織要發展必須適應環境技術的變化，組織規模及結構特征因素要求建立相應的結構形式，企業集成組織結構設計因素包括戰略文化與環境技術等。組織結構影響因素反映企業當前有關組織結構設計狀況，企業組織結構設計不能兼顧所有影響因素，要分析對企業組織結構設計影響重要因素。以調研水電站群運維一體化組織結構設計為研究對象，構建集控水電站群組織結構設計影響因素模型。用模糊聚類分析法對各因素主次排序評價，研究表明層次、集全程度等因素影響程度最強，人員結構與企業文化對水電站集群組織結構影響程度較強。可根據影響因素的重要度排序結構規劃集成組織結構改革方案，使設計組織結構與業務流程更好地進行集成。設計集控水電站群組織結構要遵循前瞻性、柔性結構與基于流程的原則。

水電站企業運維一體化組織結構設計要明確運作目標，在工作分析基礎上進行設計。結合調研水電站群運維一體化需求分析，建議100 MW 以上巨型水電站群采取運維分開方式，大中型集控水電站采用運維一體化模式，建議設計運維一體化組織結構，編制說明書及工序卡等。運用ECRS 原則對流程合并簡化，制定合理的流程標準，確定清晰的組織結構工作界面。流程主要內容按點檢標準數對設備日常點檢，填寫點檢記錄將異常情況及時上報集控中心。集控中心在流程中主要責任是根據信息下達指令，電站職責是檢查設備發現異常狀態分析性質上報集控中心。設計集控水電站群組織結構類型為職能型，由于無法構建職業化團隊無法實現站點快速處理缺陷等復雜問題，結合復合型員工培訓要求，突出水電站現場運行較快決策執行效率。運維工作要體現連續等特點，需要融入橫向團隊因素，組建運維一體化專業團隊[5]。

3.2 水電站運維一體化模式運行機制

機制是保證系統有序運行的程序，運行機制是系統要素相互作用聯系制約的形式，是引導制約決策與人財物相關活動的基本準則。必須建立協調靈活高效地運行機制，企業運行機制內容有多方面，從信息機制、培訓考核激勵機制等方面對水電站運維一體化組織運行機制設計。集控水電站群設備運維專業化思路是對現有組織結構、流程進行優化；利用保全轉變員工思想，利用標準化方法規范備品備件，進行設備運維一體化，滿足集控水電站群設備專業化發展需求。

集控水電站群設備運維專業化目標是保證設備運維科學化標準化，應結合水電站群發展現狀與需求重新定位運維工作，重新規劃工作職能與崗位設置，制定技術維護與操作標準等保證設備運維工作程序化。水電站運維一體化設備內容體系包括設備備件與文件規范化模塊。水電站設備運維專業化應達到有形與無形的效果，通過綜合考慮設備運維特點，成功實施運維一體化關鍵因素包括企業軟環境、硬環境。硬環境指水電站實現運維一體化必須的集控技術要求，包括系統配置與技術有要求方面；軟環境指設備運維團隊中具有良好工作氛圍，企業應重視設備運維，關心員工成長與職業化教育等。設備運維一體化形成過程是水電站群5S 活動、專業保全活動等系統構建實施過程，人才培養等穿插于自主保全等活動中實施[6]。

水電站運維一體化模式實施包括提案活動與專業保全活動，大多數水電站設備現場以聘請外包清掃工作為主，員工很少參與設備現場工作，集控式水電站群旨在實現無人值守，水電站實施基于5S設備現場專業化非常重要。5S 活動是集控水電站群設備運維專業化的重要部分，為員工營造清新舒適的工作環境，通過開展5S 活動提高員工的素養，為設備專業化奠定基礎。集控水電站群設備運維一體化模式將運維工作有效集成，以TPM 自主保全等為支撐，促進專業保全的順利實施，加快水電站設備運維專業化模式的進程。水電站設備運維一體化為及時發現設備存在的問題，設備運維人員進行狀態檢查、故障處理等工作。

4 結語

隨著電力體制改革的深入，針對國內水電站現有組織結構混亂等問題，該文根據我國電力行業特點，利用TPM等工具對水電站設備運維模式進行研究，概述集控水電站群的內涵，設計面向集控水電站群的組織模式，明晰集控電站組織結構與職能，提出變革設備組織機構，實現運維一體化機制，建立標準化設備體制、崗位資格認證制度。在提高水電站水平、保證水電站群運行安全可靠性等方面呈現出顯著效果。水電站運維一體化是新型的開發模式，要根據形勢發展進行修正完善，不斷提升水電站運維水平。