中小水電“無人值班、少人值守”運行模式探討

高家奇

(大唐四川發電有限公司，成都，610091)

1 引言

1.1 背景

電力行業對水電規模以單站裝機容量大小界定。一般認為，單站容量5萬kW以下的為小型水電；單站容量5萬至30萬kW的為中型水電。就四川水電而言，除了金沙江、雅礱江、大渡河的“三江”基地外，基本都是以中小水電形式存在。

作為備受關注的可再生清潔能源，中小水電在21世紀初期十余年的快速發展過程中奠定了我國世界第一水電大國地位的基礎。但近年來，受多種因素影響，中小水電發展逐步放緩，特別是水電資源豐富的西南部分省區，明確原則上暫停或暫緩中小水電的核準、建設及擴容等相關工作。

面對嚴峻的發展形勢，以及普遍地處偏遠、生產人員緊缺、經營狀況良莠不齊等現狀，已建成投運的中小水電也同樣面臨著管理轉型的考驗。本文以筆者所在公司管理的某流域中小水電群為例，探討中小水電“無人值班、少人值守”運行模式。

1.2 示例概況

該中小水電群共3級電站，呈上下游梯級分布(本文按上下游順序簡稱為甲、乙、丙電站)，位于四川省甘孜藏族自治州某縣境內。電站均為引水式開發，具有日調節能力，分別裝有3臺混流式水電機組，單站容量在9萬kW至18萬kW不等。各電站位于海拔2700m至3100m的高原地區，地處偏遠，工作、生活條件相對艱苦。

辦公生活營地位于流域中游的乙電站附近，靠近縣城，距離上游甲電站廠房約25km，距離下游丙電站廠房約35km，車程約40min。近年來，已在營地建設了流域集控中心，實現對3座電站的集控運行。在此基礎上，逐步試行“無人值班、少人值守”的運行管理模式。

2 基礎條件

2.1 管理模式

2.1.1 工作組織

實施“無人值班、少人值守”的運行管理模式后，在電站現地不設置監盤人員和固定運維人員，僅設24h值守人員。按照“遠程集控、少人值守、定期巡檢、集中維護”的原則，由集控中心、維護班組和電站值守人員共同負責日常生產工作。

集控中心具備遠程運行監盤和操作功能，能夠對電站遠程監視、監測、控制和管理。執行電網調度機構指令，監視電站設備狀態和事件信息，按規程對異常信息進行處理，并通知維護班組和電站值守人員。

各專業維護班組承擔集控中心和各電站的消缺及維護工作。

電站值守人員負責電站治安保衛，電站信息報送、記錄，巡檢、簡易定期工作，部分操作及應急處置工作，協助消缺等工作，緊急情況下及時按規程或預案進行現場應急處置以防止事態擴大。

圖1 生產系統組織機構

2.1.2 制度完善

“無人值班、少人值守”模式有別于常規模式，在執行常規管理制度、規程規范、應急預案的基礎上，需針對性建立或完善相關制度，以適應管理需要。主要有以下方面：

首先，應明確集控中心、維護班組和電站值守人員的職責定位，厘清“兩票”管理等工作流程，做到精細化、標準化、清單化、流程化，避免職能交叉或銜接盲區隱患。

其次，應完善現場定期工作標準。明確電站值守人員設備巡回及定期輪換工作的路線、項目、周期，定期開展日間巡視檢查和設備定期輪換試驗，特殊情況或工作需要應增加夜間巡檢。及時發現缺陷、隱患并匯報維護班組處理(或進行緊急處理)。

再次，至少應編制應急值守管理、應急交通管理、應急通信管理、廠區保衛管理等制度。特別要明確規定電站值守人員活動范圍，確保能正常、可靠接收相關報警信息，撥打、接聽移動電話(對講機、衛星電話)。

最后，要編制集控中心與電站通信中斷的應急預案，確保在異常情況下快速切換至現地控制模式。同時，要在各類常規應急預案中賦予電站值守負責人應急撤離權限。

2.1.3 人員配置

集控中心設置6個運行值，實行“四值三倒”模式，4個值在營地集控中心倒班監盤，剩余2個值輪換休假。班組定員根據集控機組數量等工作內容配置。

維護班組設置機械、電氣等專業，根據各電站設備狀況、維護工作量、一線技術力量等配置班組人員，具備條件的可細化為電氣一次、繼保、自動化等專業班組。

電站值守人員配置3～4人，在現場24h值守，定期輪換休假，并明確1人為值守負責人。值守負責人應由具有電網調度機構受令資格，且熟悉運行和維護工作的人員擔任。

為提高生產人員技能水平，應編制培訓制度、制定針對性培訓計劃，以提升電站值守人員、集控中心值班人員崗位技能為重點，加強現場人員培訓，打通工作落實的“最后一公里”。同時，可結合企業實際建立集控中心運行值、維護班組與現場值守人員的動態管理制度，定期進行一定比例輪換，逐步培養一線生產人員具備發電運行、設備維護等“一專多能”的綜合素質，也可避免值守人員在偏遠電站現場長期工作生活，利于保持隊伍穩定。

2.2 設備技術要求

“無人值班、少人值守”模式以設備為基礎，對設備自動化程度及可靠性要求較高。正常狀態下設備能夠自動運行和工況轉換，遇有故障能夠自動處理，不需現場人工即時干預。因水電站主輔機設備種類較多，宜制定專項細則逐一核查其在“無人值班、少人值守”模式下應具備的技術要求，必要時必須進行技術改造。在此，筆者認為重點應把握以下方面。

2.2.1 集控中心與電站現場正常聯動

電站現場主輔設備運行狀態良好，全部運行信號傳送至集控中心實現遠方監控；配置可靠穩定的自動裝置，能接受集控中心指令，根據預設條件和指令自動調整設備運行狀態，設備發生故障時能自動處理。電站與集控中心之間的數據通信滿足兩條獨立鏈路通道要求。

2.2.2 可靠停機

集控中心應具備遠程事故停機功能，因通信中斷導致監控失效時能自動切換至現地監控。

電站現場配置有完善的保護裝置和可靠電源，在緊急情況下能保證機組停機、停電、關閉進水閘(閥)門。正常停機由監控系統實現，監控系統或現地控制單元故障失效時可通過硬接線回路實現緊急停機(該停機回路電源應與現地控制單元主控制器電源分開)。緊急停機硬接線回路應包括機組過速、調速系統低油壓、進水閘(閥)門系統低油壓、事故停機中導葉剪斷銷剪斷以及緊急停機按鈕。

2.2.3 其他主設備可靠性

電站現場調速系統具備遠程和現地操作功能，設置主備通道，主用通道故障自動切換至備用通道，滿足自動和手動方式啟機、停機和緊急停機；電站現場應采用“失電動作”規則，在水輪發電機組的保護和控制回路電壓消失時，使相關保護和控制裝置能夠自動動作關閉機組導水機構，事故配壓閥控制閥配置獨立電源，水機保護動作應直接啟動緊急(事故)停機。

電站現場勵磁系統應設置主備通道，電壓采集回路應相互獨立，主用通道故障自動切換至備用通道；系統功率柜冷卻風扇應能自動啟停、電源宜冗余配置；滅磁開關跳閘回路應設置兩路電源。

電站現場高壓斷路器、隔離開關應具備遠方操作功能，接地開關宜具備遠程操作功能；斷路器、隔離開關、接地開關狀態應使用分、合閘狀態雙接點信號并分別接入監控系統；斷路器應配置雙跳閘線圈，由兩路電源分別供電。

電站現場廠用電系統進線及母聯斷路器應具備遠程分/合操作功能，系統配置備用電源自動投入裝置且能遠程監視和投退切換，廠用電不同電源之間應有防非同期合閘技術措施。

2.2.4 涉汛及消防設備可靠性

電站現場進水閘(閥)門應具備遠控功能，并設置獨立于監控系統的關閉回路，且具備誤動措施。泄水設施能夠實現現地手動操作，并具備遠程控制功能。

防汛設備設施電源冗余配置，至少有一路外來電源或保安電源。水淹廠房保護應設兩級保護，第一級報警、第二級動作觸發機組停機，并關閉機組進(出)水閘(閥)門。

電站現場排水泵應滿足極端情況下的最大排水需要并留有余量，集水井水位和排水泵狀態信號應送監控系統；廠房集水井、排水泵出口應設置防止尾水倒灌的技術措施。

電站現場消防設施、逃生自救設施配置齊全，火災自動報警信號應接入遠程集控中心，系統應與消防系統聯動。

2.3 應急保障

各級生產人員應加強應急預案的演練，在緊急情況下，現場值守及維護人員應急處理應滿足“響應及時、判斷準確、處理得當”的要求。

根據實際情況，宜在值守地點配置監控系統監控終端、調度電話座機、衛星電話、調度業務聯系等相關系統，確保與集控中心通訊中斷后快速切換至現地控制模式。具備條件的可設置On-call移動報警系統，設備主要故障訊息(如機組事故停機、集水井水位過高、主軸密封水流中斷等)應通過短信等方式及時推送至值守人員。

電站值守人員應隨身攜帶對講機、應急專用移動電話(手機、衛星電話)等通信設備，亦可設置現場廣播系統，確保值守人員與集控中心、值守人員之間的通訊暢通。

電站現場應急撤離權限由電站值守負責人掌握，遇到突發情況(包括不限于廠房進水達到應急撤離水位線，廠區周邊發生泥石流、滑坡等地質災害，發生不可控制的火情、爆炸、外部沖突等事件等)按規定的應急撤離要求及時撤離。

3 試行成效

通過試行“無人值班、少人值守”模式，近兩年來共減少電站現場的監盤維護人員近20人，分流充實至維護班組或集控中心值。現場生產人員大幅縮減，工作生活條件得以改善，專業化集中培訓效果得到強化，提高了人員的使用效率和工作效率。逐步形成了以設備定期工作、設備狀態分析等為重點的生產模式，安全生產管理水平持續提升。

4 結語

實行中小水電“無人值班、少人值守”運行模式，在一定程度上倒逼了設備自動化水平提高，能最大限度減少現場工作人員數量，降低現場安全風險，有效集中整合了一線人力資源，提高生產運營管理水平，也可有效保證生產現場的安全性和可靠性。同時，部分生產人員轉移至工作環境較好的地區開展工作，有效改善工作生活環境，極大提升生產一線職工幸福感。

后續可以結合企業實際，充分挖掘和利用集控中心運行數據，強化設備運行趨勢分析和故障預警功能，開展事故征兆預判；開展智能監盤和遠程巡檢，實現分層分級實時故障報警信息推送，依托工業電視監控系統有效整合集控運行巡屏、就地巡檢和設備點檢。利用高清攝像頭、電子圍欄、無人機等技術推進送出設備、壩前壩后等重點設備設施的遠程視頻監控，打造智慧型無人值守“關門電站”。