歐洲各國及俄羅斯的水電站現代化改造

[英國]　P.雷諾茲

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歐洲各國及俄羅斯的水電站現代化改造

[英國]P.雷諾茲

為提高水電站的運行性能、延長使用壽命、增加發電效益，歐洲和俄羅斯正在對其現有水電站進行大規模的現代化改造。介紹了意大利、瑞士、法國、盧森堡、瑞典、挪威和拉脫維亞的水電設施更新及改造項目，主要以升級和更新機電設備、增加電站裝機容量為主。俄羅斯現有的水電站由于服役時間相對較長、事故損毀和改造資金一度缺乏等因素，其現代化改造需要更多的投資和更長的周期，改造措施包括修復、升級和更新設備、改進電站設計、重建電站設施、改造輸電線路和電網等。

水電站改造；俄羅斯；歐洲

歐洲各國和俄羅斯的許多老舊水電站正在進行大規模的現代化改造，公用事業部門投入了大量資金以提高其性能并延長使用壽命。

現代化改造的范圍從小型水電站延伸到大型水電站，遍布歐洲的許多國家，甚至包括俄羅斯的廣大地區。在歐洲大陸，改造工程進展較快；在俄羅斯，大型水電站的改造工程持續時間較長，需要分階段實施，且檢修工程量逐漸增大。

近年來，對水電現代化改造的投資巨大，大量工程正在進行中，更多的工程即將開工，尤其是在俄羅斯。

1　歐洲各國水電站的現代化改造

1.1意大利

意大利的水電市場已經成熟，伏伊特公司正在翻新該國的3座小型水電站，這些電站的業主分別為2家意大利公司：ACEA 股份公司 和BKW 股份公司。工程始于2015年第2季度，將于2016年年中完工。ACEA公司的亞歷山德羅.伏特(Alessandro Volta)小型水電站已有百年歷史，福伊特公司為其供應了2臺新的混流式水輪機、發電機、調速器、電站自動化和配套設備。該電站位于馬代馬堡(Castel Madama)附近，靠近羅馬。

BKW公司的蓬佩尼諾(Pompegnino)電站已有85 a的歷史，其現代化改造工程將提高2臺轉槳式水輪機的性能，同時，伏伊特公司還供應新的發電機、調速器、電站自動化和配套設備。BKW公司的蓬.圣馬丁(Pont St. Martin)電站建于1932年，在其改造工程中，原有的4臺混流式機組將停運，更換為2臺新機組，分別是1臺軸流式機組和1臺小型混流式機組；此外，還將安裝新的發電機、調速器、電站自動化和配套設備。

意大利近期的水電發展還體現在：德國意昂集團(E.ON)將其在特爾尼(Terni)市的組合資產出售給當地的可再生能源公司——ERG發電公司，包括16座水電站、7座大壩、3座水庫以及龐大的地上和地下輸電基礎設施網絡。特爾尼市的水電設施利用內拉(Nera)河、韋利諾(Velino)河和臺伯(Tiber)河的資源，擁有530 MW的裝機容量，年發電量1 400 GW·h。除了收購時進行的事前調查，隨著時間的推移，控股公司變化后還可能進一步評估這些資產并加大投資。

1.2瑞士

伏伊特公司和其他供應商最近為瑞士Axpo公司的魯奇立戈(Ruchlig)電站完成了現代化改造工程。該工程主要通過增加流速將轉槳式水輪機的裝機容量增加25%以上。改造和升級將使電站的發電量增加10%。這座裝機容量11 MW的徑流式水電站建于20世紀20年代，預計年發電量達64 GW·h。Axpo公司的現代化改造還包括提升電站的魚類保護性能和防洪能力。電站改造延長了許可證期限，原許可已于2011年到期，新許可將于2074年到期。

1.3法國

法國電力公司(EDF)與阿爾斯通的2家企業簽訂了合同，由其改造該公司遍布全國的眾多水電站的轉速控制和電壓控制系統。改造工程始于2015年。雖然合同的重點是改造，但也包括后續的運行維護支持服務。

2014年年底，EDF從歐洲投資銀行(EIB)獲得了5億歐元的財政援助，資助其各項現代化改造項目。這筆貸款占其所需資金的一半，用于支持2項重點項目：①“復興”工程，升級已建電站裝機容量和信息技術；②羅曼什-加韋(Romanche-Gavet)項目的重大改造計劃。

裝機93 MW的羅曼什-加韋項目將用1座大型地下水電站替代位于格勒諾布爾(Grenoble)市東南的羅曼什(La Romanche)河上的6座小型地面水電站，這些電站已建成并連續運行了60 a。

1.4盧森堡

伏伊特公司承擔了盧森堡奧爾電力股份公司的維安登(Vianden)抽水蓄能電站4臺發電機的改造工作。該電站靠近德國邊界，通過德國萊茵集團(RWE)向德國電網供電并提供相應服務。電站于20世紀60年代中期投運，運行10 a后對電站進行了擴容。2014年再次擴容后，現有11臺機組，水輪機裝機容量1 290 MW，發電機視在功率1 485 MVA，水泵總容量1 045 MW。

1.5瑞典

瑞典的霍勒弗森(Holleforsen)水電站于1952年建成投運，最近進行了現代化改造，改造了3臺轉槳式水輪機中的1臺。阿爾斯通公司表示，瑞典瀑布能源(Vattenfall)公司的投資可將機組壽命延長40 a，同時提高效率和發電量，并采用更多的環境保護技術。

該電站位于瑞典中部的因達爾(Indalsalven)河上，電站的上游和下游分別是斯塔斯瀑布(Stadsforden)和耶克維茨勒(Jarkvissle)電站。電站3臺立式軸流轉槳水輪機的額定水頭為24 m，每臺流量180 m3/s，最大出力50 MW。正在改造的3號機組外徑5.51 m，其流量將增加5%。

據阿爾斯通公司介紹，改造合同于2014年完成，包括模型驗收測試，更換轉輪、導軸承、油壓系統，以及改造水輪機部件(包括頂蓋、基礎環、底環、導葉和水輪機軸)。此外，工程還包括安裝無油輪彀，使軸瓦不再需要潤滑油。改造前，機組轉輪輪轂需用油3 000 L。

1.6挪威

阿爾斯通公司最近在挪威斯堪的納維亞半島的多維弗斯(Dovikfoss)改造EB公司(Energiselkapet Buskerud)的水電站。電站位于挪威東南的德拉門(Drammenselva)河上,僅配有1臺機組，裝機25 MW,已投運40 a，工程包括維修和改造其發電機。

阿爾斯通公司早前為EB公司改造了米克斯圖弗斯(Mykstufoss)電站和科格弗斯(Kaggefoss)電站。

1.7拉脫維亞

近年來，動力機械公司(Power Machines)和阿爾斯通公司均積極為拉脫維亞國家電力公司完成其水電現代化改造合同。

動力機械公司正在更換凱古姆斯(Kegums)Ⅱ級水電站的全部3臺機組，機組將于2016～2018年投運。每臺機組裝機77 MW，水頭15 m。該電站位于道加瓦(Daugava)河左岸，于1979年投運。該電站是裝機容量264 MW的凱古姆斯工程的一部分，工程包括位于右岸的、建造于20世紀30年代的凱古姆斯一級水電站。凱古姆斯一級水電站于20世紀90年代末進行了改造。Latvenergo公司稱，2014年整個凱古姆斯電站的總發電量為376 GW·h。該公司在道加瓦河上還有2座電站：普利亞文納斯(Plavinas)電站和里加(Riga)電站，前者在20世紀90年代進行了改造。

阿爾斯通公司改造了里加電站的全部6臺機組。每臺機組由69 MW的轉槳式水輪機和發電機組成，改造工程還包括新的控制系統和輔助設備。阿爾斯通公司2015年開始履行合同，將于2022年完工。該電站2013年發電量接近680 GW·h，預計將增加年發電量20 GW·h，同時提高效率，延長電站壽命40 a以上。

2　俄羅斯水電站的現代化改造

俄羅斯的許多水電站正在進行大規模現代化改造工程，大部工程由該行業的第一大公司——俄羅斯水電公司(RusHydro)承擔。

2.1日古列夫水電站

動力機械公司最近為俄羅斯水電公司的日古列夫(Zhigulevskaya)水電站改造了13臺機組中的7號機組。1～6號機組在2010年前完成了改造，當時動力機械公司與俄羅斯水電公司簽訂了現在的改造電站合同。該公司計劃于2018年前改造完成其余的6臺機組。最新改造的7號發電機組的裝機容量增加了10.5 MW，達125.5 MW。隨著余下機組的改造，該電站的裝機容量將增加147 MW，達到2 488 MW。

日古列夫電站改造工程是俄羅斯水電公司綜合改造計劃的一部分。俄羅斯水電公司正在進行的其他改造項目包括沃特金斯克(Votkinskaya)、伏爾加(Volzhskaya)水電站的改造和升級。

2.2沃特金斯克水電站

2015年初，動力機械公司簽訂了一項為期10 a的合同，為沃特金斯克水電站更換10臺機組，該電站裝機容量1 020 MW，于20世紀60年代投運。原設備由動力機械公司供應。合同將于2025年到期，要求用10臺115 MW的輪葉可調機組替換現有的2臺110 MW和8臺100 MW的機組。合同還包括發電機、自動控制和輔助設備的改造。

2.3伏爾加水電站

在伏爾加水電站，動力機械公司與東芝公司合作，供應新變壓器(4臺單相500 kV自動變壓器，每臺267 MVA)。設備將于2016年年中交付。2011年動力機械公司還簽訂了1份為期10 a的合同，供應10臺145 MW的新水輪機和22臺144.5 MW的發電機。到目前為止，已經改造完14臺水輪機和4臺發電機。整個電站的現代化改造將于2021年前完成。

2.4薩彥舒申斯克水電站

俄羅斯水電公司最大的水電站——薩彥舒申斯克水電站的發電廠房改造將其最大出力增加到5 100 MW。最近，還改造了連接電站的輸電線路，使電站裝機容量增加了250 MW 。此前，在以提高自動化系統可靠性為重點的電廠內部改造中，電站裝機增加了450 MW。

薩彥舒申斯克水電站總裝機6 400 MW，2009年發生了重大事故，導致75人喪生。最近幾年，重造和更換了許多毀壞的水輪機，但電網連接的局限性仍然限制了其發電量。2014年末，完成了發電機組的大規模重建工程。水電站的10臺裝機640 MW的機組全部被更換掉。最初，修復工作的重點是修理和改造受損最小的機組。從2011年起，引進了第1臺新機組。2013年起，開始更換已修復并重新投入運行的舊機組。

2.5其他項目

根據2015年4月的投資報告，2012～2014年間，除了修復和改造薩彥舒申斯克水電站的設施外，俄羅斯水電公司還投資改造了更多的水電站，增加了145 MW裝機容量。2015～2019年，公司計劃通過水電資產的升級和現代化改造再增加346 MW裝機。在其最新的電站升級支出預算之外，該公司還計劃修復位于阿布哈茲(Abkhazia)的佩列帕登耶(Perepadnye)水電站。

2.6改造計劃投資及預期效益

俄羅斯水電公司的修復和改造計劃于2011年審批通過，旨在解決資產老化、可靠性不斷下降、監管不到位等多重問題，使資產升級更加統一、全面，特別是解決20世紀90年代的經費不足問題。2014～2017年間，每年用于修復和改造的投資預算約10億美元。除了動力機械公司，參與俄羅斯水電公司各項工程的其他主要制造商包括阿爾斯通、伏伊特、ABB等公司。

俄羅斯一半以上的水電站已建成31～50 a，與其他水電大國相比，如美國、加拿大和巴西，其在該周期所有的電站占比最大。雖然其服役時間更長的水電站數量占20%，與加拿大相當，但遠遠落后于美國的40%。前蘇聯解體后，在20世紀90年代，俄羅斯已建電站長期遭受經費不足的困擾，但其他水電大國沒有遇到這方面問題。

該公司的投資報告顯示，各類改造項目所需資金占比分別為：水輪機37%，發電機20%，輔助設備17%，安全、自動控制13%，重建水工建筑物6%，變壓器5%，其余用于改進設計。總之，需要更換154臺水輪機(占現有水輪機總數的55%)、119臺發電機(占現有總數的45%)、176臺變壓器(占現有總數61%)。到2025年，預計裝機容量增加近800 MW，年發電量增加總計1 400 GW·h。

公司將通過減少溢水、提高電站使用率、消除技術限制和內部優化來提高現代化改造工程的發電量，從而增加收益。

劉明方麗杰譯

(編輯：陳紫薇)

2016-02-17

設計與施工

1006-0081(2016)08-0014-03

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