浅析小水电技术及发展现状

摘 要 水电仍然是世界范围内可再生电力产品的重要组成部分。在加快发展我国经济过程中，加快小水电建设发展，促进农村的电气化，不仅关系到能源与农业两个战略重点，而且还关系到农村的经济全面振兴。目前中国国内农村的生产力还较为落后。因此，建设具有中国特色的农村电气化，具有重要的战略意义，因此倡导发展和利用小水电技术是十分必要的。很多的业内人士也都相信：小水电在未来的10年～20年内将在世界范围内有强烈复苏的势头。本文主要分析小水电优势和优点，探讨了不同的小水电技术目前的发展状况。

关键词 水电；电气化；小水电技术

中图分类号TM72 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2010）33-0098-02

0 引言

小型水力发电被认为是当今社会最经济最环保最有利的能源技术之一，目前我国小水电发电量占中国清洁可再生能源发电量的比重在95%以上，在推动中国清洁可再生能源发展方面发挥了基础性作用。小型水力发电站建造不复杂，而且建造的周期短，可以大量地利用当地的材料与劳动力，投产运行后效益明显。当前，各种现有的并且已经过实践验证的先进水电站设计技术方案，不论是在建造方面，还是在运行方面 ，都可以根据各地的实际情况广泛的运用于的不同环境。一般的小水电站基本都是径流式电站，这种电站通常只是建造的低矮拦洪坝或者引水堰。小水电站的一般由建筑拦洪坝、引水建筑物、压力前池、压力钢管、发电厂房及变电站工程组成。电站通过拦洪坝蓄水，河水通过引水建筑物、压力前池、压力钢管进入电站厂房的冲刷水轮机带动发电机转动，从而将水的势能和动能转变为电能。发出电能后经过配电监控设备系统后送上电网或用户。

1 小水电的优势和优点

我国水电资源十分丰富，分布广泛，遍及全国30个省（区、市），65％的小水电集中西部地区。西南地区的小水电资源占全国的50％以上。我国政府对水电的开发实行了积极的扶持政策，小水电被纳入农村电气化发展和建设规划，水电已经在中国的电气化，特别是农村电气化方面发挥了重要作用。当前，国家正在西部地区实施以退耕还林和天然林保护为目的的“小水电代柴”计划，表明小水电具有很大的发展潜力。由此制定了相关的鼓励扶持政策鼓励可再生能源产业的发展，已制订了《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》）、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等政策。这些政策为我国大力开发和利用小水电能源从管理、资金支持、电价等方面提供了政策保证。小水电除了上述政策优势外还有个别突出的优点：1）小水电站的运行寿命长，价格稳定，效益好，坚固耐用，并且水资源能可循环利用可以再生的。在山区农村和那些用电规模很小的边远地区来说，小水电站成为了其最具有吸引力的选择对象；2）小水电站对河流的要求是很低，有水的河流都可以考虑水利发电；3）小水电站经济环保，一般对环境造成的影响很小，是符合水电开发与经济持续发展跟环境相协调的可再生能源；4）当把河流用于灌溉和供水等目的时，要能同时利用于水利发电，那往往会更加具有吸引力。

2 小水电技术及发展现状

所谓的小水电技术其主要包括流域规划技术、水工建筑物设计技术、小型水轮发电机组设备制造技术、水电站计算机监控技术以及输配电计算机监控技术、电网自动化调度技术等。

流域规划技术又包括小流域梯级开发、高水头电站跨流域开发和龙头水库开发等，通过把流域当作为一个有机的整体，进而进行系统的研究，从中找出符合整个流域最大发电效益、最大水力资源利用率、最大社会效益及环境效益的最合理开发方案。现在，小水电流域规划技术发展的非常迅速，该技术已经逐步的推广到了全国的小水电开发中。

小水电的水工建筑技术又包括：1）砌石拱坝、砼重力坝、小型砌石连拱支墩坝、砼拱坝、砼面板石坝、橡胶坝、土坝等挡水建筑技术；2）虹吸式进水、发电引水和跨流域引水等引水建筑物技术。小水电水工建筑物的投资比例大，工程的进度也受其制约，所以水工建筑物技术发展可以很好的减少工程投资，从而加快施工的进度。

砌石拱坝，是目前我国的小水电工程挡水建筑物当中常用的一种坝型，特别是在那些较低坝高（小于50m）的水电工程用的更多。其与同规模的砌石重力坝相比，它可以节省1/2~1/3的工程量。砌石连拱支墩坝其主要由拱形盖板与支墩组成，当坝高不大，河谷宽度较宽，河床和坝的两岸基础条件比较好时常用此坝型。使用浆砌石连拱坝可以节省30%~50%的工程量相对于等规模的浆石重力坝。

虹吸式进水口其在小水电工程当中也被广泛的应用。虹吸式进水口能快速的切断水流，从而提高运行可靠性，降低运行的费用，并且可以节省20%~30%的土建投资。目前，我国现有的虹吸式进水口设计水头已经达到27m，最大的引水流量14m3/s，单机的容量为3mW。我国的很多小水电工程中都采用钢筋混凝土预应力管道，其加工已系列化和成品化，使用预应力钢筋管替代压力钢管可以节省30%以上的投资。

我国已经颁布了50mW以下的水轮机行业标准。在那些低水头电站当中大力的推广灯泡贯流式机组，使用此种机型代替轴伸贯流式及轴流式，从而使得机组的尺寸小、效率高、重量轻以及厂房小，电站的投资大幅度的下降。大力的开发整装灯泡贯流式机组、混流式及立式轴流式及冲击式水轮发电机组。机组组装和实验在工厂内完成，整体的运输和吊装，既可以保证产品的质量，又能节约机组安装的周期。在卧式机组的实际当中推广2支点结构新技术，能使机组维护环节减少，安装调整的时间缩短，有效地降低设备和厂房的造价。调速器系统和励赐装置等辅助的设备，其科技含量与产品的资料都已接近国际的先进水平。

目前，小水电的水电站计算机监控技术以及输配电计算机监控技术已经有了显著的提高，主要表现在：水电设备监控技术从原来的常规设备转向了微机型设备，自动控制系统进入了计算机数字控制阶段。在一些经济比较发达的地区已经采用了先进的变电站综合自动化系统和调度自动化系统，部分的变电站和水电站实现了无人值班。节能技术和技术改造在各地也得到了普及，一些小水电站通过使用置换高效转轮、新型励磁装置等新的装备和新的技术，使得设备的效率有很大幅度的提高，取得了很可观的经济效益。

我国的小水电优化运行和流域梯级优化调度发展的很快。梯级电站的梯调计算机监控系统使用分层分布式结构，和水情测报系统接口，从而能对水库上游的降雨量、水库的水位等水文信息的自动接收，进一步的实现了流域梯级电站优化调度。

小水电的配套电网网络结构正趋于合理，其布局也更加的可靠，运行得更加灵活，供电能力及质量有了明显的提高，低压线的损率从改造前的25%降低为12%左右。自从《农村水电电力系统调度自动化规范》以来，农村的电网调度自动化水平也有了明显的提高。目前，各地已经有部分实现了地区调度自动化，其功能有的已经达到了SCADA技术的要求。

在电网自动化调度技术方面，我国大力的推广变电站自动化，到目前农村的35kV、110kV变电站积极的采用微机综合自动化系统，一部分已近实现无人值班，水利部在总结工程经验及科技成果的基础上了涉及小水电规划、质量、设计、管理、实验、设备等各环节的行业标准，从而形成了具有总过技术特色的技术标准体系。

3 结论

小水电就是指小型水电发电站。按照国家规定，凡是装机容量在25 000kW以下的水电站和相应的输变电工程都为小水电。本文主要的探讨了小水电技术及其发展的现状，希望通过本文能引起更多的人了关注小水电技术，认识开发小水电重要性，使其良好的发展下去，让小水电为改善我们国家的生态建设，保护环境，促进退耕还林和社会经济可持续发展做出应有的贡献。