水電站運行管理節能措施分析及運用效果

藍 輝

仁化縣西岸水電工程管理所 廣東 韶關 512300

現階段，由于社會在不斷進步，人們的意識也慢慢有了很大的提升，比如在節能減排方面，而此類方面也是水電站中最重要的一個環節。此外，對于水電站來講，節能減排可以順應社會發展的需求，還能提高水電站在市場競爭中的地位，對于水電站經營效益有很大程度的影響。基于此，以下就針對水電站運行管理節能措施方面進行深入的分析和探討，從而給出合適有效的策略。

1 水電站運行管理過程中所出現的損耗

在水電站中，其自身的工作運行模式就是將水資源進行一定的制造，從而形成高度落差，并水頭的重力慢慢轉化為動能帶動葉輪，以此讓發電機正常運轉，并產生電能和發送。此外，在水電站實際運行過程中，最容易出現損耗的就是水資源方面和電能方面，相關人員最應該關注的就是這兩個方面，電能以及水資源進行節能，是水電站節能運行中最重要的一個步驟。

1.1 水資源方面

在水電站實際工作過程中，消耗之一就是水資源，而在水資源中水頭損失也會造成水資源能耗的主要原因之一，滲透是其二。因此，水力發電就是將水資源通過機器的運轉，從而轉化成相應的電能，而在轉化過程中勢必會產生一定的能耗。此外，來水量并不受電站控制，也不需要控制。在設計過程中，如果相關人員設計不妥當會造成來水量過大或者不足等問題發生，就會造成水資源機械能被浪費，進而影響水電站的發電的效率以及總發電量[1]。與此同時，水電站在日常工作中，如果出現滲漏現象，就說明有一定量的水資源并沒有將機械能貢獻出來，反倒流到了下游，從而對水電站的發電量以及發電效率受到一定的影響。所以，水電站運行管理節能措施最重要的兩個環節就是，將上游的水量進行一定的控制，減少水頭的損失；還有就是定期進行檢查，如果出現問題時，就及時進行有效的維修，從而減少水資源的損失和浪費。

1.2 電能方面

在水電站中，大都通過水資源機械能產生電能，并將電能供給自身的機械電氣設備使用，并進行并網發電，也可以這樣說，水電站自身設備使用越高，所產生的電量以及發電的整體效率就會變低。再者說，水電站中風機以及泵機都是較大的設備，且耗能也大，水電站在內部照明以及辦公時也會引起電能的消耗。因此，要想減少水電站電能方面的消耗，應從兩方面進行入手。風機以及泵機要進行定期的檢查，以此保障風機以及泵機等設備處于良好的狀態，減少因磨損或使用較久而產生一定的能耗；在照明以及辦公等，可以將照明設備改為節能的設備，從而減少電能方面的消耗，進而讓水電站能并網出更多的電量，提高自身的整體能力。

2 水電站在實際運行管理中節能案例分析

2.1 案例簡述

我國實現水力發電中最重要的站點就是水電站，它也是我國節能能源中最重要的方式。由于我國大量的水電站在建設，水力所發的電量在我國總用電量的比重越來越多，水力發電這種綜合社會價值高的發電方式將成為我國節能降耗的重要方式。就拿某水電站為例，水電站所配備的發電機平均裝機的容量為5000kW，一共配備了4臺發電機，一年平均發電的數量大約在6500萬kWh。而水電站方面已經實現了并網發電，且發電比較穩定。因此，水電站運行管理節能的最初目標，將一年平均發電總量控制在6500萬kWh以上，以此提高水電站的整體能力和水平。

2.2 進相運行靜穩試驗

在水電站中，最主要的部門就是發電機，發電機的進相運行的靜態穩定性試驗可以讓相關人員更好更有效的了解到發電機的真實情況，清晰的指導發動機進相的深度以及調度的命令是否符合等，保護設備等能不能正常運行，以及發電機在進相過程中可能會受哪一種因素，從而影響發電[2]。因此，進相運行靜穩實驗中需要相關人員慢慢減少勵磁電流，讓發電機從系統吸收無功，進而減少發電機的發電效率，從而判斷發電機運行的穩定性。此外，水電站發電機組在實驗時，可以從5000kW慢慢調整負荷數值，從而了解到發電機的電壓情況以及電流情況等，進而判斷發電機在進相深度中會受哪些因素的影響。經試驗過程中發現，影響發電機進相深度的主要原因就是母線電壓和定子電流。

2.3 進相運行溫升試驗

在發電機進相運行的溫升試驗中，可以讓運維人員更好的了解在不同有功負荷下進相無功的變化情況，并讓相關人員了解到發電機在不同情況下有沒有出現異常的升溫情況，進而了解到發電機可能存在的問題和隱患。此外，通過進相運行靜穩試驗得知，影響進相深度是母線電壓以及電子電流[3]。在溫升試驗中，可以控制母線電壓和定子電流，進相深度不改變，進而能判斷發電機在不同情況下進相的情況，并在不同有功符合值的大小上進行溫度方面的檢測，檢測的時間大約20分鐘以此，從而了解在不同狀態下升溫的情況。

3 水電站在實際運行過程中能源消耗的問題

在水電站中，可能會出現能源消耗的情況有以下幾點。

（1）機組的額定負荷運行時間比較短，如果頻繁開機和關機，就會讓機組長期處于低負荷的狀態下，增加不必要的損耗。

（2）機組的空載帶廠用電運行造成的浪費。

（3）不必要的水頭損失，也會給機組帶來一定的損耗，還會讓機組劇烈晃動，影響機組的安全。

（4）在實際運行過程中，往往還會因設備問題而導致水資源浪費現象，特別是在豐水期，如果設備出現問題，往往就會導致機組停止運行且會造成棄水問題，給水電站帶來不利的影響。

4 水電站在實際運行管理職工節能降耗的有效策略

4.1 機組在實際運行過程中進行不斷的優化和完善

4.1.1 將水頭進行合理的控制

在水電站機組運行過程中，最重要的就是水頭的控制，而水頭控制就是將上游的水量控制在一定范圍內，以此讓水電站在任何時期都能平穩有效的運行。此外，如果在水源缺乏時期，水電站可以通過減少水資源出庫的水量，以此防止上游出水過快而影響水電站正常運行[4]。如果上游的水量已經影響水電站實際運行時，相關人員應進行停機，從而進行蓄水處理，減少因水頭過低等問題，給水資源造成不必要的消耗。

4.1.2 機組的運行效率進行有效提升

在水電站中，降低水資源好的主要方法是將機組的實際運行效率進行有效提高，從而提高水電站所發電的效率以及總量。而提升機組運行效率的方式有很多。

其一，相關人員可以根據上游水量選用不同的導葉開度，并根據水量進行及時的調整，從而讓水電站的機組始終維持在有效正常的狀態。如果水電站已經使用先進的設備，那可以連接智能模式，通過此項連接，讓其根據來水量自動進行調整，減少人力和成本方面的使用。

其二，將水電站機組的開機時間進行有效的縮短。在豐水期以及枯水期上游建設的水電站機組，其自身有很明顯的水位差，特別是在枯水期，往往會面臨停機儲存水量的情況，只有等水量儲存到一定范圍，才可進行開機發電。但水電站機組在開機時，往往需要很長的時間，隨著開機過程中，可能會造成水資源機械能的消耗，因此開機時間進行有效的縮短也是節約能耗的方法之一。比如，在梅江中下游的某個水電站中，在使用燈泡貫流式機組時，就需要進行短時停機，而將開關進行有效切換，可以減少開機的等待時間，將原本充油、水等需要半個小時及以上時間開機的時間縮短到4～6分鐘。而就是這一個小小管理，就能讓水電站減少不必要資源的浪費，從而讓水電站的發電效率得到明顯的提高。

4.2 減少廠用設備的能耗

在水電站機組實際運行過程中，減少能耗的方法主要有照明、辦公等。

其一，在實際工作中，相關人員在對設備進行檢查管理時，可以有效保障設備的安全，減少問題和隱患的發生。在檢查過程中，相關人員檢查有沒有出現跑冒滴漏現象，有沒有出現設備不靈敏現象，以此保障設備的正常運行。此外，相關人員還應在檢查過程中對風扇、油泵等部分進行重點關注，如果在檢查中，油泵出現漏油問題、風扇轉速不正常等，就需要相關人員對機組進行及時的排查，從而找出產生問題的根源，以此減少因故障而造成棄水和發電損耗。

其二，水電站發電機組也應根據現場的實際環境來對設備的運行功率進行調整，從而減少能耗問題的浪費。比如，在水電站發電機組中，由于長時間的使用就會產生很多的熱能，而熱能如果長時間堆積對周邊的零部件會造成一定的影響，比如，零部件提前老化等。所以，水電站應安裝或者可以使用控制溫度的設備來進行降溫散熱。此外，水電站所在位置決定了在日常過程中所出現什么類型的變化，如果水電站建立在位置靠北的地區，那就會使周邊的溫度變化較大，而靠南的位置環境變化較小。與此同時，水電站相關團隊還應根據周邊的實際情況對設備進行有效控制，從而減少設備所產生的能耗的消耗。

其三，在水電站中，辦公設備以及照明等設備也會產生一定的能耗。因此，在照明系統中可以使用節能設備，比如，通過大自然采光或者將燈具換成節能燈具等，進而減少不必要能耗。此外，之所以沒有提及聲敏燈具，就是因為水電站所在位置在進行水力發電時有很大的噪音，因此使用聲敏燈節能的最終效果還不如光敏燈。除此之外，在辦公設備節能，也可以通過內部學習以及培訓等方式，將節能的意識輸入到工作人員，讓工作人員做到人走燈滅、隨手關電源等。此外，如果在市場中出現節能效果很好的設備，水電站人員可以考慮換成節能效果更好的設備，從而讓辦公方面更好的進行節能。

4.3 在水電站中水頭方面進行有效的控制

在水電站實際運行中，難免會產生一些雜物等，為了更好的保障機組運行，就需要相關人員對其進行定期清理和檢查。如果機組有雜物或者泥沙，就會影響葉輪的正常運轉，從而影響水資源轉化成電能，造成水頭方面的損失。所以，水電站可以在工作中制定相關制度，比如三班倒，以此保障機組在正常運行中不受雜物等方面的影響。此外，有利就有弊，盡管三班倒可以讓機組正常運轉，但一般在進行清污時，清污機需要在空載的情況下使用，而這個過程中可能會浪費大量的機組運行時間，從而影響水電站的發電效率，還會導致水資源機械能的浪費。如果水電站建設在黃河這樣泥沙較大的場所中，水電站就需要面臨大量的清理工作，一次清理可能需要機組空載時間達1個小時以上，不管水電站配備的一臺機組容量是5000kW還是50kW，一個小時的也是不短的時間。因此，為了更好的提高清理的效率，減少清污機所消耗的能耗，可以對清污機進行有效的修改，可以將清污機的電動機的接法改為星型，以此讓清污機的轉速得到有效提升，進而減少清污機清污的時間，減少水電站水頭方面的損失，從而實現節能降耗。

4.4 空庫納洪提高效率并節約能源

在豐水時期，由于上游地區經過很長時間的降水，導致上游的水位明顯提高，給水電站帶來很大的發電機遇。但水電站最關鍵是反應迅速并及時開機納空。此外，在豐水時期，水電站應與上游氣象部門以及上游水電站進行及時有效的溝通，以便掌握洪峰所到來的時間，并提前了解未來幾天或者半月的降水情況，并估測上游的來水總量，提前進行開機納空庫容，避免因開機不及時而造成水資源的浪費。除此之外，使用空庫進行納洪，還能讓水電站每年的發電量有很大程度的提升，經濟收益也有明顯的提升。

4.5 在進行交接班和設備巡查時應認真執行

減少不必要能耗的損失，讓水電站發電機組正常運行，還有一種方法就是在日常維護和設備巡查過程中做到認真細致。此外，為了有效提高維護人員的溝通交流能力，水電站應在交接班體系方面、設備巡查體系方面進行不斷的優化和完善，并嚴格落實，從而提高相關人員的工作能力。在維護人員進行交接班時，交班人員應向接班人員進行有效的反饋，比如，巡查過程中未能解決的問題以及隱患等，以此保障交接過程中信息不會出現遺漏。此外，為了避免因人為原因而造成信息遺漏，水電站維護團隊可以建立機組設備的檔案和設備巡視檔案，通過文件傳輸等方式進行交班，讓每個交班人員都能出現操作印記，從而讓交接班和巡查工作更加有效。

4.6 減少因設備問題而導致能源消耗

在水電站中，設備問題往往會產生一定的能耗。大部分情況在設備出現問題時，就會停止運轉，而水電站機組停止運轉就會產生大量的棄水，造成水資源浪費，還會減少水電站發電的總量。因此，就需要對水電站發電設備進行定期的維護與檢查，盡管如此，難免在運行過程中出現突發性問題，從發現問題一直到解決問題，開機時間越長，消耗的能源就越多。因此，在科技和信息化不斷發展下，水電站應跟上時代的步伐，積極有效的使用先進的設備，比如傳感器等設備對水電站發電機組設備進行有效科學的監控，從而掌握設備在運行時的數據，并經過計算機平臺的整合和分析后，進而發現設備有沒有出現安全問題。如果發現設備中出現安全隱患，但沒能在日常維護中進行解決，就需要水電站派專業的人員進行維修，從而讓水電站回歸正常運行狀態，提高發電的效率和發電的總量。

5 結語

綜合來講，由于社會在不斷的發展，水電站運行的需求也隨著社會的發展在不斷提升。水電站人員不僅重視平時效益，還需要重視日常工作中節能方面的管理，只有讓二者進行有效融合，才能讓水電站更加完善，讓水電站向穩定長久的方向發展，進而提高運行時的整體效益。