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(四川華能涪江水電有限責(zé)任公司,四川成都 610041)

20世紀(jì)以來(lái),人類在工業(yè)化的道路上迅猛發(fā)展,能源消耗的日益增長(zhǎng)若以目前的能源消耗量及增長(zhǎng)速度計(jì),全球已探明的石油、天然氣和煤炭?jī)?chǔ)量將分別在今后 40、60和 100年左右耗盡。與此同時(shí),環(huán)境日益惡化,各種災(zāi)害頻發(fā),人類已經(jīng)到了不得不立即采取行動(dòng)拯救自己的時(shí)候。

為此,我國(guó)在 2009年全球氣候峰會(huì)上承諾:爭(zhēng)取到 2020年,我國(guó)非石化能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到 15%左右。根據(jù)這一目標(biāo),我們?cè)诩哟笮履茉撮_發(fā)的同時(shí),應(yīng)該大力開發(fā)水電資源。我國(guó)的水能資源儲(chǔ)量非常豐富,技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量高達(dá) 5.7億 kW。而截止 2008年底,我國(guó)已裝機(jī)容量為 1.72億 kW,年發(fā)電量 5633億 kW?h,還具有較大的潛力。

當(dāng)前,對(duì)于水電開發(fā)的重要性問(wèn)題在國(guó)際上已取得一致認(rèn)識(shí),我國(guó)也進(jìn)入水電開發(fā)的高峰期。但目前行業(yè)內(nèi)對(duì)如何科學(xué)開發(fā)水電,特別是基于低碳經(jīng)濟(jì)進(jìn)行水電開發(fā)的認(rèn)識(shí)還不夠,大干快上之風(fēng)盛行。筆者認(rèn)為這對(duì)水電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展十分不利。筆者以華能涪江公司火溪河流域的開發(fā)為實(shí)例,對(duì)進(jìn)行基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)理念、建設(shè)模式、技術(shù)要求、人才和管理等進(jìn)行了全面介紹,以期能引起行業(yè)的反思,促進(jìn)水電開發(fā)的進(jìn)步。

1 基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)應(yīng)重視綠色環(huán)保理念

水電資源本身即是清潔可再生資源,但開發(fā)水電一直以來(lái)飽受爭(zhēng)議的正是其對(duì)自然環(huán)境的破壞,確實(shí)在水電開發(fā)中存在過(guò)度開發(fā)、不重視環(huán)保的現(xiàn)象。以烏江流域?yàn)槔?烏江干流貴州段首尾銜接共建有 9級(jí)電站,河流已基本渠道化,給烏江水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境造成了十分不利的影響。華能作為國(guó)家大型國(guó)企一直提倡“三色”理念,其中的“綠色”就是指“注重科技、保護(hù)環(huán)境”。華能涪江公司作為其下屬公司,在成立之初就提出了“綠色環(huán)保、科技精品”的理念,并就這一理念對(duì)水電開發(fā)與環(huán)境保護(hù)進(jìn)行了有益探索。

華能涪江公司在火溪河流域開發(fā)中,不僅在工程建設(shè)和運(yùn)行中重視環(huán)保、水保,投入了大量資金對(duì)開挖面進(jìn)行綠色恢復(fù)、修建生態(tài)水排放設(shè)施和河岸堤防設(shè)施、加大對(duì)河流水景觀的恢復(fù)投入、組織員工或出資在河道兩岸種植樹木和草坪,而且敢于頂住風(fēng)險(xiǎn)、大膽嘗試綠色環(huán)保新技術(shù)。在開工建設(shè)的第一個(gè)電站——自一里電站,就在國(guó)內(nèi)率先采用了高水頭氣墊式調(diào)壓室。通過(guò)自一里電站氣墊式調(diào)壓室的建設(shè),公司建設(shè)人員總結(jié)了很多寶貴的施工經(jīng)驗(yàn),并逐步在自一里氣墊調(diào)壓室的改造工程中進(jìn)行實(shí)踐,最終建成安全、環(huán)保、氣壓穩(wěn)定、維護(hù)成本較低的精品工程,成為行業(yè)學(xué)習(xí)和研究的典范。后續(xù)三個(gè)電站的建設(shè)全部借鑒自一里電站的經(jīng)驗(yàn),施工建設(shè)十分順利,顯著減少了對(duì)地貌的擾動(dòng),較好地保護(hù)了火溪河流域兩岸青山的生態(tài)原貌。

2 基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)應(yīng)注重科學(xué)選址、有序開發(fā)

水電開發(fā)的周期較長(zhǎng),從前期勘察到設(shè)計(jì)、建設(shè)、直至運(yùn)行,其周期可能長(zhǎng)達(dá)十年之久甚至更長(zhǎng)。對(duì)這種前后時(shí)間跨度大,運(yùn)行時(shí)間周期長(zhǎng)的工程進(jìn)行開發(fā)和建設(shè)應(yīng)該著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)并適時(shí)反思、總結(jié),而不是大干快上。華能涪江公司目前已經(jīng)開發(fā)完四川省平武縣火溪河流域的四個(gè)梯級(jí)電站,且已全部投入運(yùn)行。在這四個(gè)電站的開發(fā)上,公司抓住了三個(gè)重點(diǎn),即“科學(xué)選址、有序建設(shè)、重視環(huán)?！?。

科學(xué)選址是指在水電開發(fā)資源點(diǎn)的選擇上應(yīng)該保持科學(xué)慎重的態(tài)度,綜合的考慮水電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)保效益,做到最優(yōu)選址和設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注資源、建設(shè)、交通、移民、環(huán)保等方面的問(wèn)題。

火溪河四個(gè)梯級(jí)電站全部集中在一個(gè)流域內(nèi),各梯級(jí)之間間隔約 10km,分布十分集中,便于一個(gè)單位進(jìn)行建設(shè)管理和維護(hù)運(yùn)行?；鹣犹菁?jí)電站雖然分布十分集中,但各站利用水頭卻非常高,其中自一里電站更是高達(dá) 475m,四級(jí)共利用落差 1383m,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí),火溪河流域人口稀少,農(nóng)業(yè)條件十分落后,火溪河流域是理想的水電資源地,但又是十分惡劣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地。公司選址這里進(jìn)行水電開發(fā),不但移民少、社會(huì)問(wèn)題少,而且借移民之際對(duì)當(dāng)?shù)厣贁?shù)民族同胞危險(xiǎn)、艱苦的生活條件實(shí)施了集中規(guī)劃和改造,極大的提高了當(dāng)?shù)匕傩盏纳钏?促進(jìn)了落后地區(qū)的新農(nóng)村建設(shè)。

不僅如此,火溪河梯級(jí)電站選址還考慮到交通的便利性。火溪河梯級(jí)電站全部位于火溪河右岸,河道左岸是四川著名旅游交通線——“九環(huán)線”,因此建設(shè)電站所需的交通十分便利,且其又分布在河流右岸,不會(huì)影響旅游通行。

在完成電站科學(xué)選址后,公司確定了有序建設(shè)的思路。具體分析了流域梯級(jí)電站中每個(gè)電站各自的特點(diǎn)以及該電站在梯級(jí)電站中的重要性,沒(méi)有盲目的大干快上。最終公司確定了“梯級(jí)滾動(dòng)開發(fā),以效益最好的自一里電站最先開發(fā)、龍頭水庫(kù)提前建設(shè)”的方案。該方案既能緩解財(cái)務(wù)壓力、建設(shè)管理壓力,又能不斷反思和總結(jié),提高建設(shè)水平,還能實(shí)現(xiàn)較早收回投資、發(fā)揮流域整體優(yōu)勢(shì),非?？茖W(xué)合理。

3 基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)應(yīng)依托先進(jìn)技術(shù),建精品電站

我們知道,低碳經(jīng)濟(jì)并非低成本經(jīng)濟(jì),它需要投入和創(chuàng)新。目前我國(guó)正處于水電開發(fā)的高峰期,各種投資方重視的是搶奪資源、回收成本,但對(duì)時(shí)代發(fā)展的新技術(shù)、新方法關(guān)注度不高。急功近利的要求經(jīng)濟(jì)回報(bào)則必然未將水電開發(fā)作為一個(gè)事業(yè)、將建設(shè)精品電站作為追求目標(biāo)的高遠(yuǎn)理想。因此,很多新建電站還停留在對(duì)傳統(tǒng)電站建設(shè)和運(yùn)行模式上的模仿上,因循守舊,不敢、也不愿創(chuàng)新。華能作為國(guó)家重要的能源企業(yè),一直倡導(dǎo)的是開拓創(chuàng)新精神,以建設(shè)一流的企業(yè)為己任。正是在這一精神的指引下,華能涪江水電有限責(zé)任公司將建設(shè)精品水電作為自己的事業(yè)和使命,在火溪河流域梯級(jí)電站建設(shè)中,大量使用新技術(shù)、新方法對(duì)傳統(tǒng)水電行業(yè)進(jìn)行革新。

在華能涪江公司成立之初,公司領(lǐng)導(dǎo)在火溪河梯級(jí)電站總體規(guī)劃中就提出了“無(wú)人值班、關(guān)門運(yùn)行、數(shù)字電站、網(wǎng)絡(luò)控制”的建設(shè)目標(biāo)。其主要思路就是依靠信息技術(shù)的進(jìn)步,選用先進(jìn)可靠的設(shè)備,在電站現(xiàn)場(chǎng)做到“無(wú)人值班、關(guān)門運(yùn)行”,將電站運(yùn)行和控制中心放到都市中去,這樣做既能節(jié)約生產(chǎn)成本、提高管理水平,又能改善職工的工作條件和生活條件,真正做到以人為本。

為此,公司在四個(gè)梯級(jí)電站的監(jiān)控系統(tǒng)上、通訊傳輸上首先進(jìn)行了大膽的突破和科學(xué)規(guī)劃,在流域內(nèi)形成了一個(gè)監(jiān)控傳輸?shù)沫h(huán)網(wǎng),以保證流域內(nèi)監(jiān)控信息上傳的安全冗余,將機(jī)組的各種狀態(tài)信息先傳給火溪河現(xiàn)場(chǎng)的白馬梯調(diào)中心,然后通過(guò)兩套相互備用的傳輸通道送給成都梯調(diào)中心進(jìn)行集中控制。隨后又在流域內(nèi)建成了以 MSTP技術(shù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一傳輸平臺(tái),開發(fā)出各種基于 TCP/IP協(xié)議的子系統(tǒng),相繼建成了水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、OA辦公系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)上,公司通過(guò)建設(shè)完善的二次安全防范系統(tǒng),使各子系統(tǒng)按二次安防規(guī)范嚴(yán)格布置于相應(yīng)分區(qū),各分區(qū)間按生產(chǎn)需求通過(guò)安全裝置進(jìn)行互聯(lián)和信息共享,將相關(guān)子系統(tǒng)整合成聯(lián)動(dòng)綜合平臺(tái),真正實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化,極大地節(jié)約了人力成本和維護(hù)成本。

4 基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)應(yīng)注重梯級(jí)總體規(guī)劃、實(shí)施總負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度

當(dāng)前,在我國(guó)可開發(fā)水資源儲(chǔ)備最為豐富的西南地區(qū),幾乎每條河流都有數(shù)個(gè)電站在同時(shí)進(jìn)行開發(fā),且它們大多分屬不同的業(yè)主。很顯然,這是各種資本對(duì)水電資源搶奪、競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。但梯級(jí)電站業(yè)主的分散,必然會(huì)導(dǎo)致各方只考慮自身利益而對(duì)流域整體利益考慮不足,不能從整體規(guī)劃電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行,不能提高流域總水能利用率,并且在保障防洪度汛安全方面也存在隱患。

火溪河流域梯級(jí)電站均屬于華能涪江水電有限責(zé)任公司開發(fā),在梯級(jí)電站總規(guī)劃上沒(méi)有問(wèn)題。但在 2008年首期三個(gè)電站建成之初,各電站按傳統(tǒng)模式單獨(dú)受省調(diào)度中心調(diào)度。公司相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn):傳統(tǒng)調(diào)度模式使各電站之間的補(bǔ)償效益發(fā)揮不出來(lái),從而造成水資源的浪費(fèi)和機(jī)組啟停頻繁,安全和發(fā)電矛盾突出,維護(hù)不便、成本增大等問(wèn)題。當(dāng)年公司就率先提出火溪河流域?qū)嵤┨菁?jí)總負(fù)荷調(diào)度的思路:即電網(wǎng)公司下達(dá)的調(diào)令只針對(duì)流域梯級(jí)電站下達(dá)一個(gè)總負(fù)荷,而流域內(nèi)各電站負(fù)荷的分配則由運(yùn)行單位自行分配。這種調(diào)度模式突破了現(xiàn)行的電力運(yùn)行體制。經(jīng)過(guò)公司領(lǐng)導(dǎo)的大力斡旋,并得到優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域?qū)＜业囊恢轮С?最終于 2008年底取得了電網(wǎng)公司的同意,在行業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了流域總負(fù)荷調(diào)度。

在獲得梯級(jí)總負(fù)荷調(diào)度權(quán)后,公司立即組織相關(guān)技術(shù)人員與科研單位合作,開展火溪河流域梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的研發(fā)工作。該系統(tǒng)不僅對(duì)龍頭水庫(kù)全年的蓄水、消落按全流域電站發(fā)電收益最大化做中長(zhǎng)期規(guī)劃;而且為應(yīng)對(duì)未來(lái)實(shí)時(shí) AGC調(diào)度的發(fā)展方向,需要做到任何時(shí)刻均能根據(jù)總負(fù)荷調(diào)令,并考慮流域來(lái)水、水庫(kù)水位、電站設(shè)備狀況,利用實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度算法即時(shí)、最優(yōu)、安全地分配出各站負(fù)荷。該系統(tǒng)現(xiàn)已取得初步成果,根據(jù)模擬運(yùn)行結(jié)果并與人工運(yùn)行相比對(duì),其優(yōu)化水能利用率提高了 3%左右。

5 基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)應(yīng)重視員工素質(zhì),創(chuàng)新管理模式

低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展目的是關(guān)心人、發(fā)展人,它始終離不開人的因素。但在傳統(tǒng)的發(fā)電行業(yè)里,普遍認(rèn)為員工不需要有較高的文化素質(zhì),只要具有中等程度的教育水平就完全可以做好電力企業(yè)的工作。很顯然,基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)必須要求員工對(duì)行業(yè)有深刻的認(rèn)識(shí),對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展有終極關(guān)懷的理想,對(duì)時(shí)代新技術(shù)、新理念有兼容并取的能力,既能前瞻性的提出切合行業(yè)趨勢(shì)的發(fā)展目標(biāo),又能嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的完成該目標(biāo),這就對(duì)企業(yè)員工的素質(zhì)、對(duì)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求和新的挑戰(zhàn)。華能涪江公司在火溪河流域開發(fā)過(guò)程中,注重人才的選招和人才的培養(yǎng)。各種新技術(shù)、新模式的實(shí)現(xiàn)主要依托自身人員提出并實(shí)現(xiàn),從而鍛煉出了一批年輕務(wù)實(shí)的技術(shù)骨干。

低碳經(jīng)濟(jì)重視的是人類的可持續(xù)發(fā)展,而不是短期的經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)該綜合考慮各方利益。因此,基于低碳經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)需要有理想的人來(lái)完成,需要能創(chuàng)新管理模式、適應(yīng)未來(lái)變化的人來(lái)領(lǐng)導(dǎo)。華能涪江公司從建設(shè)初期到最終實(shí)現(xiàn)“都市水電”的理想,在管理模式上進(jìn)行了多次變革和創(chuàng)新,在電站運(yùn)行值班、維護(hù)管理、安全保證等多方面都突破了傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)“單站運(yùn)行、廠內(nèi)值班、分散控制”的傳統(tǒng)模式,其原因是由于公司大量使用新技術(shù),并不斷進(jìn)行整合提高,每一次在技術(shù)平臺(tái)上的突破都需要變更管理模式去適應(yīng),最終通過(guò)綜合自動(dòng)化平臺(tái)的建成,從而保證了“無(wú)人值班、關(guān)門運(yùn)行”的實(shí)現(xiàn),真正做到了“以人為本”,以極少的技術(shù)人員建設(shè)并管理和維護(hù)好了火溪河流域梯級(jí)精品電站。

6 展 望

當(dāng)前,我國(guó)對(duì)于如何更科學(xué)的開發(fā)水電資源,特別是基于低碳經(jīng)濟(jì)的視角下進(jìn)行水電開發(fā)的認(rèn)識(shí)才剛剛開始。筆者根據(jù)華能涪江公司在火溪河開發(fā)的實(shí)例進(jìn)行分析的結(jié)果具有一定的局限性。但我國(guó)的水電開發(fā)潛力還十分巨大,在電力結(jié)構(gòu)中水電所占的比例還十分低,希望通過(guò)本文能引起更多的開發(fā)企業(yè)和科研院所對(duì)此專題進(jìn)行持續(xù)關(guān)注和研究,以取得更多的成果,共同提高我國(guó)的水電開發(fā)水平。

[1] 謝安軍,等.我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的思考與對(duì)策[J].當(dāng)代經(jīng)濟(jì)管理,2008,30(12):1～7.

[2] 晏志勇.對(duì)我國(guó)水電發(fā)展的思考[J].水力發(fā)電,2008,34(12):14～17.