水電廠運行與管理的現代化模式研究

摘要：水電廠是我國電力系統中的重要組成部分，主要承擔為居民及企業提供電力供應的重任。隨著我國經濟水平的不斷提升，社會各領域對電力資源的需求也日益增加，水電廠也迎來了新的發展機遇與挑戰。同時，我國社會經濟結構發生了變化，對電力系統提出了新需求，水電廠需要盡快實現水電廠運行與管理的現代化模式，提高水電廠運行與管理水平。本文通過對水電廠運行與管理的現代化模式進行研究，從多個方面提出了解決方案，旨在為我國水電廠運行與管理的現代化模式提供有效參考。

關鍵詞：水電廠；運行管理；現代化

DOI：10.12433/zgkjtz.20232525

水電廠的運行發展離不開科學管理模式的支撐。不斷創新管理理念與模式，引入先進技術手段，不僅能提高水電廠運行管理能力，還能解決運行中的很多問題。如今，我國電力體制不斷革新，電力市場競爭愈發激烈，面對這一形勢，水電廠在運行管理模式方面進行了探索和嘗試，許多新建的水電站都采用了全自動化技術，以減輕工作負擔，改造老式水電站，降低勞動強度和資金投入，提升整個生產的質量和效率。

一、水電廠的發展歷程

我國是一個資源大國，有著悠久的歷史，水電事業取得了長足發展，水利技術也有了很大進步。二十世紀五十年代，水電事業開始起步，在之后很長一段時間，水電廠數量都較少。改革開放后，引進了以市場為導向的水力資源利用方式，例如，業主制、競標制和監理制提高了水力資源的開發速度。二十世紀八十年代，“五朵金花”——廣蓄、巖灘、漫灣、隔河巖、水口——先后建成；二十世紀九十年代開始興建五強溪、李家峽、天荒坪三個水庫；到2000年底，隨著萬家寨、二灘、小浪底、天生橋、大朝山等多個大型水電站的建設和運行。

二十一世紀以來，我國水利科技加快發展，水布埡水電站于2008年正式投入運行，是第一座混凝土面板堆石壩；龍灘水電站是RCC大壩，于2009年正式投入運行；小灣水電工程于2010年正式投入運行，是混凝土拱壩；糯扎渡大壩已于2014年建成，是泥質芯墻堆石壩群。

同時，隨著電力市場的不斷深化，水力發電的裝機容量也得到了極大的提高。我國的水電裝機在2004年超過了1億kW，超過了美國，在公伯峽水電站一號機組的投入使用上，躍居世界先列；2010年，我國的水力發電裝機超過2億kW，這是由小灣水電站的4號機組代表的；2012年，三峽水電站建成并投入運行，建成了全球較大的水電、新能源發電基地。此時，溪洛渡、向家壩、錦屏等一批大型水力發電工程開始動工，我國繼續保持著國際上的領先地位。

截止目前，在抽水蓄能電站上，僅在國家電網運營的抽水蓄能電站有70座，裝機總量達到8524萬kW，比2012年增加了3.2倍，例如，河北豐寧的抽水蓄能電站裝機總量達360萬kW。

現如今，各行各業都已充分認識信息技術對生產工作的重要性。隨著現代化管理技術的發展，生產過程中各種信息數據已被廣泛應用于生產、經營等方面。對水電廠進行科學管理，現代企業一般都會選擇運用先進的自動化技術管理水電廠的生產工作，不僅可以提高生產效率和質量，還可以高效管理整個企業，最終提升經濟效益。

現代先進的自動化技術主要由計算機、通信網絡以及相關設備構成，包括計算機硬件設備、軟件系統以及通信網絡等。雖然這些技術已在電力系統中得到了廣泛應用，但要想使其在水電廠中發揮較大功效，還需要作進一步研究。

二、水電廠運行與管理現代化模式的特征

（一）遠程控制

遠程控制的實現需要具備如下條件：首先，設備的自動化水平要足夠高，例如，傳感器數量充足、網絡傳輸速度較快。其次，設備本身要具有很強的抗干擾能力。最后，確保人員安全通過網絡完成操作。

在水電廠運行與管理現代化模式中采用遠程控制很有必要，可以將水電廠生產操作與管理人員從繁重的工作中解放，使水電廠運行與管理人員通過網絡控制水電廠設備以及運行。

（二）智能化

在水電廠運行與管理過程中，智能化特征主要包括：首先，利用計算機技術實現信息的快速處理。其次，對信息進行分析、處理和加工后，通過網絡傳遞給用戶，使用戶獲得更快速準確的信息，在傳遞信息時，不會出現時間上的延遲。最后，自動反饋傳遞的信息。

智能化具有以下優點：首先，在遠程控制時，利用智能化技術實時監控設備的運行狀態、數據，當系統出現故障時自動發出預警信號。其次，在實時監控水電廠時，可以利用智能化技術實現自動化控制。例如，運用智能化技術控制機組的啟停、負荷和出力等。最后，利用智能化技術實現水電廠運行調度。例如，根據發電計劃、設備檢修計劃以及機組檢修計劃等制定一套完整的調度方案；通過智能化技術監控和管理整個水電廠系統的運行狀況和機組檢修狀態。

（三）網絡化

由于計算機技術與網絡技術的發展，在水電廠運行與管理工作中，也會應用網絡技術。網絡技術不僅能實現水電廠的自動化、智能化以及現代化，還能實現信息共享，提高水電廠運行與管理的水平。除此之外，通過網絡還可實現水電廠和企業之間的合作和交流。

（四）自動化

在確保水電廠正常運轉的基礎上，要盡可能提高自動化程度，這也是實現我國經濟現代化、信息化以及標準化的必然需求。例如，通過計算機對生產操作優化控制；在設備管理時，利用計算機技術實時監測設備運行狀態，通過自動化系統及時處理設備運行過程中產生的問題；在水電廠發生事故時，利用計算機技術進行處理。

三、水電廠運行與管理現代化模式的實踐應用

新型的水力發電企業的現代經營方式應充分滿足無人值守的需求；需要組織結構緊湊，具有較高的綜合質量和較好的凝聚力；主、輔助設備穩定可靠；在電力系統中，具有較高的自動化、使用的靈活性和較高的效率；注意環境保護，場地整潔。同時，設備運行自動化、故障處理智能化、管理工作信息化也是實現管理新模式的主要標志。

（一）建立無人值班水電廠運行管理模式

近年來，計算機自動化系統飛速發展，在水電廠中得到了廣泛應用，不僅提高了水電廠的運行管理水平，還有利于信息化發展。合理應用計算機自動化系統，可以全程控制機組設備的運行狀態，遠程操控機組運行，無需工作人員24小時不間斷值班，在很大程度上提高了水電廠運行與管理的有效性和智能性。應用無人值班水電廠運行管理模式后，水電廠的管理機制、設備和技術防護措施等都得到了優化和改進，運行質量和安全性得到了提升。

（二）完善水電廠遠程監測系統

為了確保水電廠的安全運行，應建立火災報警系統，通過遠程監測廠內消防報警信號，確保工作人員的生命安全。在通信機房等重要區域也應安裝滅火系統，以便在火災發生第一時間滅火。此外，對于變壓器和開關柜等重要設備，水電廠應加強溫度監測，確保系統運行良好，避免發生事故?？刹捎幂o助設備系統，確保系統運行在規定參數范圍內，在系統設備發生故障時自動投入使用并發出報警信號。如果機組設備發生調速故障或過速運行，使用多級過速保護裝置能夠立即關閉接力器，通過控制運行狀態保護機組設備。另外，根據水電廠的運行特征，建立先進、高效的監控系統，合理控制和管理水電廠的各項設備，也可確保設備始終處于良好的工作狀態。為了有效管理水電廠的進水口閘門，建議采用冗余控制技術，通過監控系統，自動開啟和關閉閘門；通過遠程操作，提升整個管理流程的效率。

（三）設備故障管理系統及設備運行數據庫

水電廠內設有設備故障信息管理和設備操作資料庫，詳細記錄各類設備使用過程中出現的故障及處置。當新設備投入使用時，系統會向設備供應商提供設備必須跟蹤的問題清單，對保護水電廠的利益具有很好的作用。當水電廠運行人員、維護人員或其他管理人員發現設備故障時，可填寫一張或多張故障卡，由運行部門、維護部門或相關人員通過計算機終端輸入系統。維修部門的分支機構可以遠程查看故障卡，根據故障的輕、重、慢、急生成工作單或伺服處理。故障處理完成后，由維護人員處理，將數據錄入到系統中，形成完整的設備故障記錄，該數據庫包括機組的實時操作數據、操作人員對設備檢查時記錄的運行參數等。

（四）設備檢修制度

長期以來，維修計劃一般是按照電力部門的相關規定和水電廠的特殊條件制定。在實際的維修中，主要依賴于員工的技術、技能和經驗。甚至有些重要的維護技術，僅限幾個人，不利于對企業進行科學管理。設備檢修制度的內容主要有：

1.整理工作

對設備的維修工作可分成 A、B、C三類。A類不需要離開設備進行檢驗和試驗；B類要求設備正常維修和校驗；C類的設備必須拆除，以便進行全面維修。

2.為各裝置設定作業時間

確定 A、B、C 的工作時間，并給每項工作指定一個數字。如此，維護部門各個小組的日常工作也就基本確定，小組組長通過桌面上的計算機終端查看日常工作，并指派給員工，員工在電腦上輸入維修工作號碼，便于找到工作文件。

3.制定維修檔案

各類維修工作附有檔案和編號。文件的主要內容是安全隔離措施、等級要求、人員數量、工作時間、工具、儀器以及維護的詳細程序。有些維修工作還需要圖紙、照片和維修后的驗收規范，對此，需要具備維修經驗的員工在接到報告后按照指定的程序完成工作。

（五）提高運行管理團隊的穩定性

在水電廠運行管理的現代化模式中，運行人員作為核心技術人員，整體能力、素質會直接影響管理效果。第一，提高人才結構的穩定性、科學性，促使水電廠運行與管理的現代化和可持續發展。第二，適當提高運行人員的薪資待遇，積極儲備優秀人才，加大對運行人才的引入力度。第三，幫助運行人員形成職業觀念，具備良好的文化水平，掌握專業、高超的實踐技能。管理人員要為運行人員提供公平、透明的人員晉升渠道，構建科學、可行的工作機制。第四，及時解決存在的問題，充分發揮運行工作團隊的職能，以此確保水電廠的現代化管理。

四、結語

智能化技術的應用對水電廠的運行與管理工作提出了嚴格要求。在此背景下，我國水電廠應基于運行特點不斷優化、改進運行與管理模式，以此提高水電廠的效益，保證運行管理的安全。同時，還要做好人員培訓工作，全面構建專業、高素質的人才團隊，促進運行與管理工作的現代化發展，滿足新型運行與管理模式的應用需求。

參考文獻：

[1]劉凱，吳勁波，張曉旭，等.基于無人值班模式的水電廠運行優化策略探討[J].云南水力發電，2023，39（01）：250-253.

[2]陶斯兵，嚴登宏，韓清禹，等.運行智能分析系統在水電廠輔助設備管理中的應用[J].云南水力發電，2022，38（11）：310-313.

[3]張雷防，華濤.智能水電廠運行智能監視與故障處置系統研究[A].中國水力發電工程學會自動化專委會2021年年會暨全國水電廠智能化應用學術交流會論文集，2021.

[4]李超.桃源水電廠區間徑流量與經濟運行分析[J].小水電，2021（03）：31-34.

[5]王明發.投運/停機工況下水電廠運行電氣量計算方法[J].數字通信世界，2021（04）：257-258.

[6]巴愛林.水電廠運行管理模式分析[J].智能城市，2021，07（03）：75-76.

[7]馬雨溪，吳昊遠.無人值班水電廠運行管理模式的應用與發展[J].智能城市，2020，06（16）：88-89.

作者簡介：劉佳佳（1985），男，貴州省遵義市人，本科，中級工程師，主要研究方向為水電生產運行。