概述
小水电在本质上是分布分散的、用可再生能源发电的电源这种电源不但可以就地成网、就近供电，而且没有火力发电厂等大型电源所引起的环境和安全问题在过去广大农村没有电的情况下，国家出台了“自建、自管、自用”等一系列方针政策，鼓励开发农村水电，解决农村生产生活用电，带动农村经济发展小水电得到了快速发展随着经济发展、社会进步、电力供需正常化以及公众社会环保意识的不断提高，水电开发和生态环境保护的关系越来越复杂，矛盾也越来越突出和任何工程建设一样，小水电工程也存在着环境的负面影响。现阶段，我国明确提出了水电建设要“在保护生态的基础上有序开发水电”这一战略方针。这标志着小水电开发将进入新的历史阶段。可以预见，在今后一个时期里，环保生态对小水电发展的影响将日益突现和欧洲等发达国家类似，环境问题也将成为今后小水电工程建设的重要制约因素之一。开发和保护的关系处理好了，小水电将得以可持续发展处理不好，出现的环境问题将会多方面、多层次、长期地、不可逆地影响区域和生态。所以，开展小水电开发和环境保护相结合的模式研究具有重大的现实意义。
技术原理
（1）离网型小水电技术：
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。
（2）小水电站并网发电技术：
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。
（3）小水电系统自动化和一体化技术：
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。
（4）水电站建设时的选址和环境保护：
1、小水电站建设时的选址
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。
（2）水电站建设时的环境保护
注重生态修复
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。
开发与治理相结合
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。
做好环评工作
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。
制定周密的施工方案
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。
小水电建设的若干措施
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。
4) 进行生态设计对与自然保护区、水源保护区景观不相协调的水工建筑物, 亦可采用绿化混凝土技术, 仿拟自然的有益功能和效果进行生态修复, 比如在水工建筑物表面敷设绿化混凝土, 同时有意识地形成异质性空间, 构建适合生物生存的生态系统, 使水工建筑物与周围自然环境浑然一体。
国内发展和应用现状
小型水电站规模相对较小，技术人才缺乏，不少电站对实施优化运行能产生的经济效益认识不足，在运行中往往凭习惯或经验进行操作，造成发电效益不高、水能资源浪费严重等。水利部的统计数据显示，截至2006年底，全国已建成小型水电站年发电总量1500亿kW•h，若按实施厂内优化运行可使电站发电效益平均提高2％计，则全国每年可增发电量超过30亿kW•h，效益巨大。
目前我国的AGC(自动发电控制)应用主要基于电网调度，针对水头变化小(即大库容)的电站，根据网上的需要确定其负荷，然后用微增率法在机组间分配负荷，从即定负荷到最小化流量来实现优化运行。从使用的情况来看，由于软件编制的出发点不是基于水轮发电机组运行工况，而是根据数学理论推导而来，在工程实用中就面临很大的实现难题，从而导致有些电站的应用效果不理想。
国外发展和应用现状
十九世纪末小水电的建设曾对人类社会的进步起到了积极的促进作用。但到了二十世纪上、中叶，随着煤价的降低和便宜的石油的出现，小水电逐渐受到冷落，联合国有关技术小组曾将小水电纳入“停滞发展”的技术。到了二十世纪七十年代，小水电的利用又开始受到人们的重视，究其原因主要有两个：首先，是1973年的石油危机，不少人认为这意味着廉价石油时代的结束，加上1979年由于中东战争造成石油供应中断，更增加了不安全感，世界石油资源的过度消耗，需要及早考虑由石油向其它能源的转变，故１９８１年的内罗毕会议强调利用新能源与可再生能源，以免常规能源的过早枯竭。
二十世纪九十年代后期，Ｋ．Ｇｅｄｅｓｍｉｔｈ等人对小水电发展的前景及融资状况作了分析。指出了小水电开发存在的新问题，如工业国家花费数亿美元的工程可能比花费更小的工程更易得到发展，还有一些很难确定的因素，如中央政府有关机构不愿促进远离主电网的发展。在研究小水电的融资问题时，提出了联合融资和部门融资的多种融资战略，并着重说明和讨论了私人部门参与工程建设的有利之处。
供应商信息
水利水电建设集团
哈尔滨电气集团公司
东方电机股份有限公司
富春江水电设备总厂
日本富士公司
经典案例
浅谈东川小水电站开发经验与管理
东川位于云南省的东北部，东邻会泽、南接寻甸、西连禄劝、北与四川省会东县隔金沙江相望。境内山高谷深，地势陡峻，由于东川区境内断裂带较大，地质侵蚀强烈，形成典型的深切割高山峡谷地貌，加之境内气流、降雨、土壤，植被等方面的差异，形成了典型的“一
山分四季、十里不同天”的立体气候。境内的小清河流域、大白河流域、块河流域等地貌形态山高坡陡，河流湍急，瀑布，跌水较多，使东川区水能资源十分丰富，理论蕴藏量493万KW，可开发装机容量235万KW。且水电作为一种清洁的可再生能源，开发技术成熟，
生产管理简单，具有较好的社会经济效益及投资回报率。
因此，开发小水电站已受到众多投资者的青睐，特别是私营企业投资小水电项目已成为一种时尚。在东川小水电开发市场上，短短不到十年的时间，就开发建设了近20余座、装机规模近10万KW的小水电站，不但自身取得了较好的经济效益，而且为地方工业的发展做出了巨大贡献。其建设的资金来源多样化，既有国家的、集体的、也有个人的。这样一种多形式、多渠道的融资方式，不但保证了小水电开发的资金来源，也为缩短电站建设工期，提前投产发电提供了强有力的保证。据不完全统计，东川在建水电站中，合股开发电站约占在建总规模的95％，国有合资的占35％，私人集资入股办电的占58％，其它方式投资的约占2％。
总结东川这几年的小水电站开发建设，有很多成功的经验值得总结和推广，也有一些教训需要注意。现就小水电项目决策和项目管理过程中出应遵行的相关法律，规范外，还应把握的几个原则。
1、项目资源的优劣
小水电项目的投资评估是否正确，直接关系到建设项目的成败。科学的投资评估是产生良好投资收益的前提和保证，才能做出正确的决策。因此，投资评估应遵循以下原则：
1，1投资评估科学性原则
随着小水电资源的广泛开发及高科技在小水电站中的广泛应用，国家对小水电开发的要求越来越高，投资者决策的难度及复杂性也比以往相应增大。
仅凭经验主管地进行决策的做法，是不可行、不可取的。小水电投资项目的建设过程受制于诸多因素，影响经济效益方面的主要有水电资源条件、开发技术含量。建设条件，资金筹措、电力销售价格等。这些因素相互关联，彼此制约，小水电投资应以系统工程的概念予以综合考虑，避免对一些至关重要的因素考虑不周。
1，2投资价值最大化原则
投资者要追求最大的投资利润，多数投资者把电站装机容量和单位千瓦投资作为选择投资项目的依据，往往忽视了项目的单位电能投资和投资收益率，增加了项目投资的风险。利润和风险是共存的，虽然小水电是低风险项目，但风险因素依然存在，考虑不周处理不当照样会导致投资失败。投资者在考虑收益最大化的同时应重视风险因素，正确权衡投资和收益增加与风险加大的得失，在项目的经济分析和经济评价时一定要把握～个合理的度，尽量减少风险因素。
2、水电站资源的优劣
2，1水资源情况
梯级开发为了充分利用水力资源，1984年云南省水利水电勘测设计院受东川市政府委托，开展了《东川市小清河流域水电规划报告》，把流域水能开发与农田灌溉，人畜饮水工程结合在一起，统一规划，梯级开发，这种长藤结瓜的建设方式，既节省了投资，又提高了项目的综合效益。如在小清河流域上就规划建成了四级水电站(岩头)、五级水电站(钻天坡)、六级水电站、七级水电站(三江口)。在块河流域建成了块河一级水电站、块河二级水电站等。规划确定后不论是国家投资还是个体投资，都服从统一规划，达到了合理利用水能资源的目的。
2，2装机规模的选择
在着眼目前的相应规程及规范，还应该考虑该电站在当地电力市场上的实际发展需要，按社会发展的趋势和现行规范，必须考虑年利用小时数。目前，电价按分期。分时段计价，是科学合理的。近10年内，能源需求缺口较大，往往不分季节、时段，电价计价也是这样的，不分时段，造成资源的浪费。
2，3最优的设计方案
设计单位要认真进行实际勘察，细致调查，搜集整理水文，气象及地质资料，并对工程的施工条件加以客观，公正的归纳分析，坚持理论联系实际，选用合理的水能规划方案，按照小水电站的设计规范和经济评价规程，最终确定保证出力倍比系数、年利用小时数和装机容量。小水电站站址和开发形式确定后，决定电站规模和经济指标的一个重要因素就是水量。因此，合理选择设计流量就显得尤为重要。对流域所采用的水文年限较短，选定的典型年必须具备本流域的代表性。径流式水电站采用多年平均流量作为计算电站设计流量的依据，这样计算出的多年平均年发电量才符合实际。
2，4总体布置
精益求精作好建筑物的总体布置并妥善处理好建筑物的安全和投资的矛盾在进行建筑物的总体布置时，应根据实际的地质，地貌施工条件及地质条件进行单项的建筑物设计，在满足安全和应用的前提下，使各建筑物尽量布置紧凑合理。实现结构简单，易于施工减少投资和便于运行管理的目的，尽可能实现某些单项建筑物设计的定型化、标准化和规范化。力求在经济上可行的情况下，在建筑物的安全可靠和灵活运用上下功夫，还应该注意防洪标准、洪水计算方法及泥沙淤积与建筑物安全运行，投资等相互之间的关系。
3、加强小水电站工程建设管理
小水电站投资开发项目后，投资人出资组建项目法人公司是首要任务，这有利于建立责，权，利相结合的约束机制。
法人公司的出资保证了投资项目的资本金的来源，法人公司作为投资项目的唯一主体，避免了小水电站建设管理中的割裂现象。项目法人责任制的实旋，能够对水电建设项目的资金筹措，建设实施、生产经营、债务偿还和资产的保值增值实行全过程负责。同时实行招投标制和建设监理制，充分利用合同手段，明确业主单位、设计单位，施工单位和监理单位的责任和义务，达到控制工程进度、工程质量和投资的目的。
实践证明，只有正确把握小水电项目投资的基本原则，本着实事求是、园地制宣，科学严谨的态度进行小水电工程的前期规划和设计工作，保证概预算不缺项、不漏项，认真贯彻“三制”，严格做好“三控制一协调”，把好资金使用关、物资及设备进货关，施工安全关，技术质量关，用好用活当地各项优惠政策，才能使小水电事业沿着健康、正确的轨道不但发展壮大。
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