小水电站处理技术

　　展离网型微水电( 按照国际通行定义,单机容量小于100 kW的水电工程称为微型水电(Micro) , 而我国微水电的定义目前没有统一, 单机容量10 kW和500 kW都可称为微水电。

　　我国水利资源丰富的地区，小水电的建设规模和装机容量迅速扩大，对电力部门节约电能和改善电压质量有着重要的影响。然而分布式电源，特别是与自然环境的改变有较大关系的小水电，接入电网后对系统造成的电压、网损等问题，对电网安全运行提出了更高要求，小水电大量接入电网对系统运行的影响主要有以下几个方面：

　　对电网运行的影响；

　　对电网电能质量的影响；

　　对电网稳定性的影响；

　　在丰水期水电大发时，如果受电端开机不足可能会降低静稳传输极限，导致送端运行点整步功率系数减小，抵御干扰能力降低，容易引起联络线功率振荡。丰水期满发的小水电，由于输送距离长，容易引起电压升高，降低电网稳定性。

　　具体的研究目标解决小水电接入电网造成的系统电压升高、系统线损增大、功率因数不达标、设备安全性下降等问题，有效改善小水电接入对电网可靠性、输电能力、稳定性、设备安全性、运行方式、调度等的影响，提高电压合格率水平，降低电网运行损耗，提高地区电网运行稳定水平。

　　系统结构，一般由操作员站、工程师站、通信管理站、服务器、一体化工控机、现地控制单元(LCU)组成，通过网络和现场总线将采集到的数据上传至操作站．将机组控制命令下传至现地控制单元。现地控制单元融采集、控制于一体．同时根据需要可将保护信息、转速信号、温度、励磁信息上传至工作站。一般情况下．系统应以开放、分层分布式为主结构模式．即按水电站控制层次和控制对象设置成电站控制级和现地控制单元级。

　　采用分层、分布式结构．运用自动控制及网络技术．将所有设备直接联在嗣络上，层次清晰。可靠性高，整体性强．便于扩展优化。根据各自小水电站特点．系统可以分散或组屏安装。

　　现地控制单元采用可编程计算机控制器(PCC)，功能强大，抗干扰性能强。系统可靠性及稳定性高；模块设计、组态灵活、维修方便．各装置相对独立，某一装置故障不影响其它装置运行。

　　系统便于扩展性优化．整个系统通过网络联接．各单元根据需要可灵活配置。主站可采用Windows操作系统．人机交互界面友好．全中文显示，可详细显示测控保护信息．可进行参数设置、实时数据显示、信息通道及系统状态监视。可实现本地、遥控操作。

　　小水电站选址需要考虑的因素如下:

　　(1) 待选站址是否具有可供利用的合适流量;

　　(2) 待选站址是否具有可供利用的合适水头;

　　(3) 附近是否有潜在的用户或电网线。

　　小水电站一般修建在没有水文测站的河流上,因此不易获得其流量数据。获得一条河流任意点的流量数据的最好方法是生成一个合成流量数据。河流流量是降水、集水面积和流域其他特征的函数。任何河流的流量都可分为两部分,即基流和径流。基流来源于各种水源而不是近期降水,一般来自地下水或融雪。在某些河流,山区泉水也是基流的来源。在常年河流中,基流是不断流的。流域内的降水流向流域的出口。水文过程导致降水分为直接径流和袭夺水量。直接径流是指雨水到达地面时就流向流域出口而不长期储蓄的部分。直接径流包括地表流和壤中流。壤中流是通过较透水土壤流动且到达流域出口与地表流差不多快的降水部分。袭夺流是由于中途拦截、洼地储蓄和渗透引起的降水量的损失。渗入土壤的降水将向下渗透,补充地下水并最终成为河流的基流。

　　水能资源开发要树立人与自然和谐共处的理念, 坚持在保护的基础上开发水电的方针, 在保护中开发, 在开发中保护, 实现开发与保护双赢, 人与自然和谐相处。水电开发必须与自然和谐相处,爱护好、保护好、建设好生态环境, 坚决避免对生态环境造成不可逆转的损失, 因此水电站的新建、改建、扩建都应考虑如何减少对自然环境的扰动,做好生态规划和生态效益预测, 提出河川生态修复方案, 为构建健康的河川生态系统创造条件。

　　目前有不少工程只考虑水电站本身的建设, 加上工程资金不够宽裕, 在水电站的设计和施工过程中, 对于电站取水河流及其两岸的治理考虑不多,有的甚至没有考虑, 这样对自然环境的破坏与影响就较大。因此, 在水电站的设计中要考虑取水河流两岸的治理, 并将其列入工程的预算中, 拿出相应的资金专项用于治理河流, 才有可能较大地改善生态自然环境。在保护和改善生态环境的问题上, 一定不能停留在过去的水平上, 而应该有更高的标准、更严的要求、更好的办法, 切实实现水电开发保护和改善生态环境的目标。

　　严格执行建设项目环境影响评价制度, 所有小水电建设项目建设前要进行环境影响评价。环保部门应充分发挥其职能作用, 实施中要加强环境保护检查、执法力度, 督促建设方及时实施各项环保措施。由于小水电项目多处于偏远的山区, 给监督管理带来了较大难度。行政职能部门应不定期地、特别是在枯水季节进行现场监督检查, 监管到位, 并发挥当地群众的监督作用, 检查电站是否控制引水流量, 确保电站运营后下游河段不断流, 保证满足生态用水需要; 一旦发现只顾发电利益, 破坏生态环境的违法行为, 必须综合运用行政、经济和法律

手段从严处理。

　　根据小水电项目建设点多、线长、分散的特点, 严格按照水土保持综合防治要求, 因地制宜、因害设防, 最大限度地控制项目建设造成的水土流失。首先在制定施工计划时, 大开挖工序尽量避开雨季; 分段施工, 避免开挖线过长产生的长时间裸地; 尽量利用挖出来的土石料, 减少弃土、弃碴量。其次工程弃碴、弃土要有计划地堆放在碴场内, 弃碴场要先建好拦碴坝、排洪沟, 后恢复植被。植被应选择当地原生树草, 以免破坏生态平衡, 或者参照生态理论的共生原理, 可变废为宝,化害为利, 如利用弃碴填沟平地, 这既可减少工程造价, 又可增加生态效益。

　　解决小水电开发建设与环境问题首先要寻求科学的理论指导。生态水工学的倡导者董哲仁教授提出: ( 在研究水利工程满足人类社会需求的同时,应兼顾水域生态系统健康性需求, 促进人类与自然和谐相处, 保证水资源可持续利用。

　　1) 安全运行要求。生态修复首先必须保证水电站建筑物的安全运行, 同时保证流入生态系统的生物无侵害性和危害性。

　　2) 生态系统要求。水电站建设运行中的生态修复要为生态系统提供物种流动、能量流动、物质循环所必须的基本条件, 为生物群落的演替提供必要的非生物环境, 形成健康的生态系统。

　　3) 社会人文要求。结合水电站的生态修复,构建和谐、优美的拟自然环境, 为现代人获得心灵慰藉、提高生存质量创造条件。

　　对解决小水电在生态与环境上的影响问题, 建议尝试采用如下措施:

　　1) 采取措施确保生态基流对因挡水坝断流而受到破坏的河川生态系统问题, 可采用有利于河川生态的调度模式, 如适当减少电站出力, 保证河道中有一定的生态用水。

　　2) 积极借鉴好的经验修建鱼道设施对电站挡水建筑物造成局部河道中鱼类无法产卵栖息问题,可考虑修建鱼道。在过去几十年的水坝建设中, 在鱼道设施是否成功和实用的问题上曾有争议, 但在我国台湾省的实验研究取得了较好效果, 目前台湾约建有59 座鱼梯(即鱼道) 。小水电站与河道普遍具有低坝、浅水、急流的特点, 与台湾的河流相似, 可根据当地具体条件, 结合被保护鱼类的特点修建鱼道设施。

　　3) 对隧洞的进出口、开关站、发电厂房等留下的裸露岩壁、土坡, 可采用绿化混凝土( 能长草的混凝土) 进行覆盖, 模拟生态系统功能及植物生长环境, 在保障防护安全的前提下进行生态修复。