小水电资源技术发展交流

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1我国小水电资源

在我国小水电指装机容量不超过50MW(含50MW)的小型水电站，据全国农村水电资源复查初步成果（见表1），50MW及以下的小水电资源技术可开发量达到128GW，年发电量为450TWh。至2004年我国已开发小水电装机容量为34.66GW，已开发的小水电资源占可开发资源的27%，已开发的小水电装机占全国水电总装机的35%，小水电发展的资源空间，非常巨大。

我国小水电资源广泛分布在全国1600多个山区县，主要集中在中西部地区，其中西部地区小水电技术可开发量占全国的67.6%；中部地区小水电可开发量占全国的16.8%；东部地区小水电可开发量为15.6%。我国西部小水电资源目前仅开发了约10GW，占可开发水电资源的11.6%。开发水平偏低，存在着极大的发展空间。我国小水电技术可开发量及已开发量对比图（见图1）。

我国小水电资源开发量位居前6位的省区是广东、四川、福建、云南、湖南、浙江，开发量分别为4740、4560、4150、2810、2810和2290MW。2003年开发率居前5位的省区是广东、福建、浙江、广西和湖北，开发率分别为75%、59%、53%、49%和48%。

2小水电技术发展现状

小水电技术主要包括水能资源规划利用技术，小流域开发治理技术，建筑物设计施工技术，小型水轮发电机组研发和制造技术，水电站计算机监控技术，电网自动化调度技术及输配电技术等。其中流域规划技术发展迅速，流域规划技术主要包括小流域梯级开发、龙头水库开发、高水头电站跨流域开发等，在注重建设环境友好型工程的今日，通过把流域作为一个有机的整体，进行战略研究，找出符合整个流域最大水力资源利用率、最大发电效益、最大社会效益和环境效益的开发方案，使小流域得到统一合理利用。

小水电的水工建筑物技术主要包括：砼重力坝、砌石拱坝、小型砌石连拱支墩坝、砼拱坝、橡胶坝、砼面板堆石坝、土坝等挡水建筑物技术；发电引水、跨流域引水等引水建筑物技术。小水电水工建筑物投资比例大，工程进度也受其制约，水工建筑物一直是工程建设方案比选的重点，优化设计技术得到普遍应用。

小水电设备技术水平已有显著提高，主要表现为：水电设备开始由常规设备向微机型设备转型，自动控制系统进入计算机数字控制阶段。经济较发达地区已采用了先进的调度自动化系统和变电站综合自动化系统，部分水电站和变电站实现了无人值班。技术改造和节能技术在各地也普遍得到推广应用，一些小水电站通过采用置换高效转轮、新型励磁装置等新技术和新装备，设备效率大幅提高，取得了可观的经济效益，电站的更新改造势头良好。

我国水电站优化运行及流域梯级优化调度发展很快。梯级电站的梯调计算机监控系统采用分层分布式结构，和水情测报系统接口，能对水库上游降雨量、水库水位等水文信息的自动接收，从而实现流域梯级电站优化调度。

小水电配套电网网络结构趋于合理，布局更可靠，运行更灵活，供电能力和质量有了显著提高，低压线损率普遍从改造前的25%降低到12%左右。自《农村水电电力系统调度自动化规范》（SL/T53）以来，农村电网调度自动化的水平逐步提高。目前，各地已部分实现了地区调度自动化或县级调度自动化。同时我国大力推广变电站自动化，目前农村35kV、110kV变电站积极采用微机综合自动化系统，部分已实现无人值班或少人值守。

在总结工程经验和科技成果的基础上，水利部了涉及小水电规划、设计、施工、质量、管理、试验、设备等各个环节的行业技术标准，形成了具有中国技术特色的小水电技术标准体系，很好地指导了我国小水电的建设和管理。

3小水电技术发展前景

我国的小水电开发主要是服务于地方经济建设，尤其是广大农村地区。小水电开发的一个重要特点是与农村经济发展和实现农村电气化密切结合起来，近20年来，国家以水电农村电气化形式组织小水电开发。随着我国农业结构升级、农村经济壮大和农民致富步伐的加快，目前小水电已进入到一个新的发展时期,小水电也成为满足农村电力需求、解决无电人口、扶贫、保护生态、替代常规电力等多目标的系统。小水电的发展，离不开小水电发展方针和发展目标的指导。

满足农村电力需求与解决农村地区无电问题始终是小水电的主要目的之一。在未来小水电的发展重点放在提高农村贫困人口收入、实施小水电代燃料生态保护工程改善当地生态环境、加大小水电产业规模以替代常规能源等方面，从而为实现国家的可持续发展发挥积极的作用。

党的十六大明确提出了“全面建设小康社会，在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到2020年力争比2000年翻两番”，并且提出“到2020年基本上实现工业化”的奋斗目标。届时我国农村社会经济、能源供应结构、农村居民用能方式、电力消费总量也将发生巨大变化，这给小水电的发展指明了方向。

小水电到2020年的发展目标，不能简单地按某一固定的增长率测算，更不能按翻两番这样的目标推算，因为它的发展最直接的受到资源的制约，可开发量有限，越开发越难，每年的开发量在控制好节奏、实行合理有序稳定的开发之后，也会进入下降期，最终会开发殆尽。笔者认为可以通过对不同省份的发展比较，为我们合理确定小水电2020年的发展目标提供参考。

2004年我国人均国内生产总值（GDP）已突破1000美元，预计2020年将达到3000美元，其中沿海部分省份的人均GDP已经接近3000美元，例如，据2004年的统计数据，浙江为23942元，广东为19316元；2005年浙江人均GDP在3000美元之上，广东估计一到两年也将达到。这两个省份的发展实践可以认为是我国未来社会发展的范例，小水电的开发也是这样，广东和浙江的小水电在2003年的开发率已经分别达到75%和53%，据此可以很有信心地匡算出全国小水电2020年的发展目标，尤其在2005年伊始得到了国家可再生能源法大力支持的有利条件下，我国小水电2020年能够实现开发率53%～75%，甚至更高的目标。相当于2020年全国实现小水电装机容量68～96GW，若按平均开发率65%以上计算，装机容量将达83.2GW以上。

我国小水电技术发展的指导思想是：以“科学技术是第一生产力”的思想为指导，坚持为农业、农村、农民服务的方向，以满足农村经济社会发展对农村水电的需求为目标，以现代技术和现代管理为手段，以小水电厂及配套电网自动化、信息化技术为重点，不断提高小水电行业的技术水平及运行管理水平，保证发、供电质量，提高发、供电的安全性、可靠性、经济性，增强小水电的经济实力和市场竞争能力，为小水电事业持续快速健康发展提供技术保障。技术发展所遵循的原则是：明确目标，统一规划，加快实施，适当超前；技术先进，设备可靠，简单方便，经济合理；严格执行国家技术标准，优先选用系列化产品；以国产技术和设备为主，适时引进国外关键技术和设备。技术发展总体目标是：2010年前，50%的小水电站及配套电网达到现代化水平。2015年，小水电行业全面实现现代化。通过科技创新，管理创新，使小水电市场竞争力明显提高。

现阶段小水电企业将大量的精力放到承揽项目上，经营机制灵活；但是，技术开发大多数在吃老本，满足现状，开发机制弱化表现突出。

在未来小水电设备制造领域，通过创新开发机制，推动以龙头企业为主体的产学研合作，结合引进、消化、吸收国外先进技术，加快形成具有自主知识产权的核心技术，增强产业核心竞争力；同时大力扶持科技型中小企业的技术创新活动，增强中小科技企业的技术集成与产业化能力；对影响行业发展的关键技术，加大行业研究开发经费投入，发挥科研院所知识和科技人员密集的优势，加强自主创新，提高国家竞争力。通过以企业技术中心，工程中心，科技型中小企业研发中心，和国家科研院所的实验室等载体，构建产业科技成果转化平台。行业管理部门定期编制新技术、新产品、新材料的国家指导目录，加快技术开发成果的普及和推广，从国家战略的角度，创建资源节约型社会。

发挥行业协会和专业学会等中介组织、技术创新组织的作用，营造鼓励和倡导创新的良好环境。积极开展科技人员继续教育和职工技术培训，逐步完善专业轮训和技术考核制度，加强质量管理，提高农村水电职工的业务素质。

制定农村水电现代化的实施细则，出台水电站、变电站设备更新改造和电站系统自动化建设具体实施的标准，逐步实现包括水电生产管理、财务管理、人力资源管理、电力营销管理、办公自动化等信息管理自动化。

对于农村水电站，重视流域梯级滚动开发，梯级电厂要按流域整体规划进行设计和建设。优先开发具有季调节能力以上的水电厂。新建水电厂都要按无人值班（少人值守）进行设计和建设。要对水电厂改造做出整体规划、总体设计。推广使用新型高效水轮发电机组。总装机5MW以下的水电厂，可采用集中与分散相结合的计算机监控系统，水电厂计算机监控系统要逐步实现电厂经济运行，梯级电厂要实现梯级优化调度。直流系统应和计算机监控系统通信。调速器可采用微机调速器或油压操作器。电厂油、水、气等辅助设备系统要向控制与主机一体化方向发展。推广采用免维护或维护简单、维护量小的设备。厂房建筑设计应逐步实行标准模数，厂房建筑风格、造型和内外装修必须与周围环境相协调，要与美化环境、发展旅游相结合。

另外，低水头水电站的开发比例将会加大，机组的类型和布置也会多样化。变速和变频技术、高压发电机（Powerformer）等设备和技术，在小水电站中得到应用。合成材料在小水电方面的开发应用将变得广泛。对于一些水电站，对主要部件甚至整个电站进行预制，采用箱式整装小水电，既快速又标准，该产品在产量上和规模上会得到发展，产品的系列会更齐全。

小水电开发的市场前景广阔，在未来15年的开发过程中，降低工程造价与减少运行费，提高资源利用率，加强水电站环境和安全问题的技术是最具市场竞争力的。

参考文献：

[1]中国水力发电年鉴第八卷（2003）[M].北京：中国电力出版社,2004.

[2]农村水电技术现代化指导意见[EB/OL]./jndt/web/2003-5-12.htm.