1 問題的提出

20世紀80年代及以前建成的農(nóng)村小水電站，限于當時的技術(shù)、經(jīng)濟條件，電站設(shè)施簡單落后，自動化程度很低；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，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，這些電站自動化程度低因而越來越不適應(yīng)發(fā)展的形勢，難于快速響應(yīng)電網(wǎng)的要求，并給電站安全運行帶來隱患。因此，為確保這些已建電站的效益和安全，本著與時俱進的精神，有必要應(yīng)用先進技術(shù)，配置計算機監(jiān)控裝置，以提高電站自動化程度、對電網(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)用計算機監(jiān)控技術(shù)的必要性

2.1 可轉(zhuǎn)變水電站運行人員職能

水電站常規(guī)的自動控制系統(tǒng)，運行人員必須進行操作，對機組進行調(diào)節(jié)，對設(shè)備進行巡視檢查，在中控室進行監(jiān)盤，在整點時對電站設(shè)備的運行狀態(tài)及運行參數(shù)進行記錄。由此可見，水電站常規(guī)控制系統(tǒng)不能把運行人員從重復(fù)的機械操作中解脫出來。
 

農(nóng)村小水電站實現(xiàn)計算機監(jiān)控，可轉(zhuǎn)變水電站運行人員的職能，把運行人員從對水電站設(shè)備的操作向?qū)λ娬驹O(shè)備的管理進行轉(zhuǎn)化，使水電站運行人員有更多的時間和精力花在水電站設(shè)備的維護和保養(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)、運行狀態(tài)及參數(shù)的記錄則可由計算機監(jiān)控系統(tǒng)在不須運行人員干預(yù)的情況下自動完成。
 

2.2 可進一步提高水電站設(shè)備運行的可靠性

水電站自動控制系統(tǒng)要保證水電站設(shè)備可靠運行，首先必須保證自身能可靠運行。常規(guī)自動控制系統(tǒng)是由繼電器或靜態(tài)集成電路等構(gòu)成，控制系統(tǒng)動作的準確性是通過動態(tài)試驗得到證實和驗證的。系統(tǒng)運行時，若某一部分發(fā)生故障，運行人員不易發(fā)現(xiàn)。若此時水電站設(shè)備再發(fā)生事故，就有可能造成拒動或誤動的嚴重后果，這是常規(guī)控制設(shè)備的缺點。水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)則可避免這個缺點，系統(tǒng)在運行時可通過自檢來及時發(fā)現(xiàn)自身的故障，從而進一步提高水電站設(shè)備運行的可靠性。
 

2.3 有利于實現(xiàn)水電站調(diào)度自動化

采用常規(guī)自動控制系統(tǒng)水電站的調(diào)度是通過人工調(diào)度來完成的。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電力用戶對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求，依靠人工對水電站進行調(diào)度顯得越來越落后，越來越不適應(yīng)。而采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，通過無線通信、光纖通信等方式，可方便與調(diào)度端的計算機系統(tǒng)相連接，組成調(diào)度自動化系統(tǒng)，由調(diào)度端的計算機按照設(shè)定的調(diào)度程序向水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送調(diào)度指令，水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)在收到指令后自動完成對設(shè)備的控制操作，從而實現(xiàn)調(diào)度自動化，滿足電網(wǎng)對電力生產(chǎn)的要求和用戶對電力的需求。
 

2.4 可有效減少水電站運行人員，降低電力生產(chǎn)成本

采用常規(guī)的自動控制系統(tǒng)，由于電站的監(jiān)視、操作和參數(shù)記錄等工作均需由運行人員完成，因此必須配備較多的運行人員，這對于裝機容量較小的農(nóng)村小水電站來說，其人員工資等支出是一筆不小的費用，裝機越小，臺數(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。而采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，由于其自動化程度高，可實現(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)濟效益。
 

3 應(yīng)用實例及取得的實效

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月完成了電站計算機監(jiān)控項目，并取得了明顯成效。
 

3.1 提高了電站的自動化水平

賦石水庫電站裝機5400 kw，孝豐電站裝機2000 kw，老石坎水庫電站裝機3500
kw。3座電站的自動化改造均采用NJK-2001水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對水電站進行遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙視等“五遙”，完成保護、電費統(tǒng)計和管理；對各種運行參數(shù)進行實時采集、處理、儲存；對各控制對象進行各種方式的控制；對故障進行處理、報警、記錄；自動實現(xiàn)水電站多種經(jīng)濟運行模式。該計算機監(jiān)控系統(tǒng)的投運，大大提高了3座電站的自動化水平。
 

3.2 提高了電力生產(chǎn)的安全性和可靠性

采用計算機監(jiān)控后，由于系統(tǒng)“五遙”的實現(xiàn)，電站運行能及時掌握前池水位變化，避免了因水頭高，運行人員觀察不便而造成水位過高漫堤倒埂事故；避免了因維護的疏忽而造成常規(guī)保護系統(tǒng)故障不能及時發(fā)現(xiàn)釀成設(shè)備事故；避免了系統(tǒng)事故跳閘運行人員操作延誤造成機組飛車事故等，從而大大提高了電站運行的安全性和可靠性。3座電站自實現(xiàn)計算機監(jiān)控以來，未發(fā)生過一起事故。此外，由于自動化程度的提高，電站能及時響應(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?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展作出了更大貢獻。
 

3.3 提高了電站的經(jīng)濟效益

計算機監(jiān)控系統(tǒng)的投入，不但提高了3座電站的自動化水平和電力生產(chǎn)的安全可靠性，而且實現(xiàn)了少人值守（賦石電站運行工由原來的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座電站運行人員年人均工資（包括獎金和福利每人約3萬元）計算，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 當前在推廣計算機監(jiān)控技術(shù)中遇到的主要問題

農(nóng)村小水電站運行人員一般文化程度都較低，在接受和應(yīng)用計算機技術(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)主認為“有沒有計算機監(jiān)控電站都照樣發(fā)電，也沒出什么大問題”，對采用計算機技術(shù)的優(yōu)越性認識不足，積極性不高。 

農(nóng)村小水電站裝機規(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、上交稅費后基本分完，因此缺乏應(yīng)用計算機監(jiān)控技術(shù)所需的資金。
 

5 推廣應(yīng)用計算機監(jiān)控技術(shù)的對策和建議

在保證計算機監(jiān)控設(shè)備先進性、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)性價比高、操作便利、使用簡單的“傻瓜”型計算機監(jiān)控裝置，以適應(yīng)農(nóng)村小水電站資金承受力低、運行工文化程度較差的實際情況。
 

小水電主管部門要加大推廣應(yīng)用計算機監(jiān)控技術(shù)的宣傳力度，結(jié)合成功典范，宣傳應(yīng)用計算機監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)越性，克服當前在部分地方領(lǐng)導(dǎo)和電站業(yè)主中存在的認識偏差。此外，按通俗易懂的原則，更新農(nóng)村小水電站培訓(xùn)教材，增加計算機基礎(chǔ)知識和水電站計算機監(jiān)控內(nèi)容，努力提高農(nóng)村小水電站運行人員應(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助資金中單列推廣應(yīng)用計算機監(jiān)控技術(shù)的專項資金，以扶持農(nóng)村小水電站實施計算機監(jiān)控項目。 

根據(jù)科技的發(fā)展、社會的進步，為加快我國農(nóng)村小水電站現(xiàn)代化建設(shè)進程，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)會同相關(guān)部門逐步建立和完善強制推廣應(yīng)用計算機監(jiān)控技術(shù)機制，在小水電站新建和改造項目報批時，要求可研報告和設(shè)計中必須有計算機監(jiān)控內(nèi)容，否則一律不予審核、審批，運用政府職能保證和加快農(nóng)村小水電站現(xiàn)代化建設(shè)的進程。
 

6 結(jié)束語

當前農(nóng)村小水電站大都為村集體建造或當?shù)剞r(nóng)民合股建造，是村集體經(jīng)濟的重要來源和山區(qū)農(nóng)民收入的主要來源之一。由于在農(nóng)村小水電站實現(xiàn)計算機監(jiān)控能有效提高電站運行的可靠性、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)用計算機監(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)的實際需要，其重要意義不言而喻。