費(fèi)萬堂，趙利軍，矯镕達(dá)，董玉亮，房 方

（1. 河北豐寧抽水蓄能有限公司，河北省豐寧縣 068350；2.華北電力大學(xué)電站設(shè)備狀態(tài)檢測與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京市昌平區(qū) 102206）

1 引言

河北豐寧抽水蓄能電站設(shè)計(jì)裝機(jī)3600MW （12×300MW），分兩期建設(shè)，建成后將成為世界上最大的抽水蓄能電站。機(jī)組投產(chǎn)后，其運(yùn)維管理水平的高低直接決定機(jī)組運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。國內(nèi)多數(shù)抽水蓄能電站（尤其是國網(wǎng)新源控股有限公司下轄電站）目前正在推行運(yùn)維一體化模式。在該模式下電站不再組建龐大的檢修隊(duì)伍，只有部分運(yùn)行和維護(hù)人員，以運(yùn)維班為單位，輪換人員定期輪流從事值守、操作、ON-CALL和運(yùn)維業(yè)務(wù)[1-2]。這種方式要求生產(chǎn)人員專業(yè)技術(shù)更加全面，需要更多的復(fù)合型高素質(zhì)技術(shù)人才，且主要適合機(jī)組臺(tái)數(shù)較少的電站。對于安裝12臺(tái)機(jī)組的豐寧大型抽水蓄能電站，采用什么樣的運(yùn)維模式，如何做好運(yùn)維檢修工作，沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可循，是擺在眼前值得研究的課題。

2 國內(nèi)大型水電站運(yùn)維模式調(diào)研結(jié)果及分析

為研究豐寧抽水蓄能電站合適的運(yùn)維模式，對國內(nèi)有代表性的大型水電站、流域集控電站和抽水蓄能電站開展實(shí)地調(diào)查研究。選取的調(diào)研電站分別是長江三峽電站、大渡河流域瀑布溝電站、調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司下轄惠州抽水蓄能電站和國網(wǎng)新源控股有限公司下轄抽水蓄能電站。各電站運(yùn)維模式調(diào)研結(jié)果如表1所示。

由表1可以了看出，此次調(diào)研的電站運(yùn)維模式都各有特色，各個(gè)水電站會(huì)根據(jù)其自身機(jī)組的數(shù)量、所處的地理位置等實(shí)際情況選擇最合適的模式。

惠州抽水蓄能電站和三峽電站所采用的是傳統(tǒng)的運(yùn)維分離模式，即將運(yùn)行業(yè)務(wù)和檢修業(yè)務(wù)分離，運(yùn)行人員按照定期值班倒換方式值班，檢修人員按照正常行政班上班（周末及節(jié)假日值班除外）?；葜莩樗钅茈娬竞腿龒{電站機(jī)組較多，規(guī)模較大，采用這種運(yùn)維模式可以有針對性的培養(yǎng)人才，使得人才培養(yǎng)時(shí)間大幅度縮短，而且人員的業(yè)務(wù)專業(yè)性也會(huì)大大增強(qiáng)，因而會(huì)使電廠更容易管理，生產(chǎn)效率也更高；但這種模式存在電站組織結(jié)構(gòu)龐大，人員冗余度較高，生產(chǎn)人員的發(fā)展方向受到限制，工作人員長期工作在生產(chǎn)現(xiàn)場，幸福感較低等問題。

瀑布溝電站所采用的“運(yùn)維合一”+遠(yuǎn)程集控中心模式，在運(yùn)用中實(shí)際為“大倒班”模式，采用集中上班，集中休息的管理方法，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)人員全方位的管理。這種趨于智能化的模式可以很大程度上節(jié)約人力的投入，員工自由時(shí)間有所增加，提升了員工的幸福指數(shù)，但是這種模式需要大量的復(fù)合型人才，培養(yǎng)人才難度較大，比較適合機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，人員技術(shù)成熟度較高的電站。

表1 幾種運(yùn)維模式對比Table 1 Comparation of operation and maintenance modes

國網(wǎng)新源控股有限公司下轄電站所采用的“運(yùn)維一體化”模式，以運(yùn)維班為單位，輪換人員定期輪流從事值守、操作、ON-CALL、運(yùn)維業(yè)務(wù)。這種模式更加的智能化，生產(chǎn)運(yùn)行也更加安全。但這種“運(yùn)維一體化”模式需要大量復(fù)合型的高素質(zhì)人才，因而不太適合剛投產(chǎn)的機(jī)組。另外，對裝機(jī)臺(tái)數(shù)較多的電站運(yùn)維難度也較大。

綜上所述，水電站采用“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式不但可以提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和效率，而且可以提高員工的幸福指數(shù)和工作的積極性[3-5]。因此在機(jī)組自動(dòng)化、智能化基礎(chǔ)上的遠(yuǎn)程集控運(yùn)維模式已成為將來大型水電站運(yùn)維管理的發(fā)展趨勢。

3 豐寧大型抽水蓄能電站運(yùn)維模式探討

3.1 豐寧大型抽水蓄能電站特點(diǎn)

3.1.1 機(jī)組數(shù)量大、類型多，自動(dòng)化程度高

豐寧抽水蓄能電站擁有12臺(tái)300MW可逆式機(jī)組，建成后總裝機(jī)容量世界第一。12臺(tái)機(jī)組包含6臺(tái)哈爾濱電機(jī)廠機(jī)組、4臺(tái)東方電機(jī)廠機(jī)組和2臺(tái)安德里茨變速機(jī)組。復(fù)雜多樣的機(jī)組增加了電站運(yùn)維管理的難度。

3.1.2 遠(yuǎn)離市區(qū)的地理位置

豐寧抽水蓄能電站位于河北省豐寧滿族自治縣境內(nèi)，南距北京市180km，東南距承德市170km，冬季寒冷多雪。投產(chǎn)后，子女上學(xué)、醫(yī)療保障，出行交通等問題將會(huì)給職工帶來較大的困擾；同時(shí)運(yùn)行監(jiān)控人員頻繁倒班，生活枯燥單調(diào)，將會(huì)影響員工的身心健康。

3.1.3 “以人為本”的企業(yè)管理理念

對于一個(gè)企業(yè)來說，生存是基礎(chǔ)，發(fā)展才是終極目標(biāo)。生存和發(fā)展是所有企業(yè)的期望。在諸多制約發(fā)展的因素中，只有人的因素最為重要，因?yàn)槠渌蛩刈罱K都是通過人這個(gè)載體來實(shí)現(xiàn)的。因此豐寧抽水蓄能電站在建設(shè)之初就確定了“以人為本”的企業(yè)管理理念。然而，偏遠(yuǎn)地區(qū)不便利的生活、繁重的運(yùn)維工作是“以人為本”實(shí)現(xiàn)的主要障礙。

水電站的遠(yuǎn)程集控運(yùn)維可以很好地解決以上問題。通過建立遠(yuǎn)程集控中心（比如在懷柔），實(shí)現(xiàn)電站的無人值班、少人值守，不僅可以保證電站的安全、高效運(yùn)行，還可以減輕員工工作負(fù)擔(dān)，方便員工把家安在城市，提高員工的幸福感和工作積極性。

3.2 豐寧大型抽水蓄能電站運(yùn)維管理規(guī)劃

目前豐寧抽水蓄能電站正式員工143人，其中現(xiàn)場一線部門（安監(jiān)部、工程部、機(jī)電部）約95人。計(jì)劃在首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電前，優(yōu)先選用“運(yùn)維分離”模式。運(yùn)行人員按照“雙五班三倒”模式，主要負(fù)責(zé)設(shè)備監(jiān)盤、操作及定期工作。維護(hù)人員按照正常行政時(shí)間上班，主要負(fù)責(zé)設(shè)備消缺等工作。電站機(jī)組全部投產(chǎn)后2～3年，轉(zhuǎn)入“遠(yuǎn)程集控模式”，其中約三分之一的生產(chǎn)人員在后方基地值班，剩余人員在電站生產(chǎn)區(qū)上班。

豐寧抽水蓄能電站“遠(yuǎn)程集控”模式與瀑布溝電站的模式有所不同。豐寧抽水蓄能電站是在“運(yùn)檢分離”和“運(yùn)維合一”的基礎(chǔ)上，選出一部分人員在電站后方值班，而這一部分人主要是運(yùn)維值守人員和部分運(yùn)維檢修部技術(shù)專工。電站現(xiàn)場和后方集控中心值班人員通過定期輪換的方式，在滿足電站運(yùn)維值班和機(jī)組檢修工作的同時(shí)，盡可能為員工提供便利的生活條件，提升員工幸福感。

在采取“遠(yuǎn)程集控”模式前，電站生產(chǎn)區(qū)內(nèi)人員數(shù)量可以足夠保證設(shè)備運(yùn)維管理和設(shè)備故障緊急處置工作的需求。在電站全部投產(chǎn)2～3年后，電站機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)趨于穩(wěn)定，依靠電站高度智能化的監(jiān)控水平，在保證現(xiàn)場正常運(yùn)維工作需要的同時(shí)，逐步轉(zhuǎn)入“遠(yuǎn)程集控”模式。采取“遠(yuǎn)程集控”模式后，現(xiàn)場人員的數(shù)量有所減少，但也足以保證設(shè)備正常運(yùn)維檢修需求。電站現(xiàn)場值班人員通過ON-CALL值班的形式，在設(shè)備出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)，值班人員可以保證可靠停機(jī)，ONCALL值班人員可在20min內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場，完全滿足設(shè)備故障停運(yùn)消缺等工作需求。隨著電站智能化水平逐步提升，運(yùn)維人員工作重點(diǎn)傾向于設(shè)備監(jiān)督管理，逐步達(dá)到“無人值班，少人值守”的狀態(tài)。

隨著各個(gè)階段運(yùn)維模式的演變，員工的幸福感將得到逐步的提升。比如，“雙五班三倒”模式下，運(yùn)維人員可以上班6天、連續(xù)休息4天；發(fā)展到“運(yùn)維合一”模式，運(yùn)維值班人員可以上班12天、連續(xù)休息7天。

3.3 “遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維對抽水蓄能電站的技術(shù)要求

“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式的實(shí)現(xiàn)需要大量的先進(jìn)技術(shù)支撐[6-7]，主要包括以下幾個(gè)方面：

3.3.1 遠(yuǎn)程集控平臺(tái)

通過水電站遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和智能設(shè)備信息系統(tǒng)的建設(shè)，基于專用網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站的“五遙”智能控制。

3.3.2 水電站機(jī)電設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及狀態(tài)維修技術(shù)

通過大數(shù)據(jù)建模和分析獲得設(shè)備狀態(tài)變化趨勢，對劣化設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)故障診斷，明確故障原因，為設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)決策提供依據(jù)[8-10]。

3.3.3 機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)

通過建立廠站級和機(jī)組級的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化模型，根據(jù)實(shí)時(shí)水位和電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃，實(shí)時(shí)計(jì)算，確定最優(yōu)的開機(jī)臺(tái)數(shù)、導(dǎo)葉開度。

3.3.4 水工建筑物安全監(jiān)測、預(yù)警系統(tǒng)

針對電站水工建筑物的變形、位移、滲流、應(yīng)力等物理量安裝在線監(jiān)測裝置，實(shí)現(xiàn)對電站建筑物周邊環(huán)境，如滑坡、泥石流等災(zāi)害的預(yù)測報(bào)警，從安全方面保障無人值班的實(shí)現(xiàn)。

3.3.5 生產(chǎn)管理系統(tǒng)

將EAM作為生產(chǎn)管理的核心和基礎(chǔ)，以發(fā)電生產(chǎn)、運(yùn)行維護(hù)、生產(chǎn)技術(shù)、物資支持等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的實(shí)施為主線，整合電站核心設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、顯示和分析功能，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)的管理和決策提供完整、智能的數(shù)據(jù)支持。

3.4 豐寧抽水蓄能電站“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式的實(shí)現(xiàn)

豐寧抽水蓄能電站在穩(wěn)定運(yùn)行2～3年后進(jìn)行全面評估，根據(jù)評估結(jié)果可逐步向“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變的實(shí)施過程主要包括以下幾個(gè)方面：

3.4.1 制定工作目標(biāo)和實(shí)施原則

豐寧抽水蓄能電站將以“加強(qiáng)技術(shù)和管理創(chuàng)新、提升管理和運(yùn)營效率、提高職工幸福指數(shù)”為目標(biāo)，采取“統(tǒng)籌規(guī)劃、因地制宜、確保安全、穩(wěn)妥推進(jìn)”的方針，按照“先試點(diǎn)后推廣”的原則實(shí)施，通過啟動(dòng)階段、試點(diǎn)階段、總結(jié)提升階段、全面推進(jìn)四個(gè)階段實(shí)施。

3.4.2 建立健全組織機(jī)構(gòu)

要想實(shí)現(xiàn)從“運(yùn)維合一”模式向“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式的成功轉(zhuǎn)變，離不開健全的組織機(jī)構(gòu)。因此，需要成立以董事長為首的“遠(yuǎn)程集中控制”運(yùn)維模式實(shí)施推進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)實(shí)施推進(jìn)辦公室、集控中心技術(shù)支持組、遠(yuǎn)程控制運(yùn)行組、綜合事務(wù)組，電站管理制度組、技術(shù)支持組、人員培訓(xùn)組。整個(gè)機(jī)構(gòu)全權(quán)負(fù)責(zé)“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式推進(jìn)過程中遇到的問題。

3.4.3 運(yùn)維生產(chǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置及值班方式

生產(chǎn)機(jī)構(gòu)由運(yùn)檢部、運(yùn)行分場和維護(hù)分場組成。運(yùn)檢部專工負(fù)責(zé)設(shè)備專業(yè)管理，不參與輪換；此階段采用運(yùn)行分場與維護(hù)分場輪換崗位（輪換周期為1個(gè)季度），運(yùn)行分場采用“雙六班三倒”的方式。

電站值班方式采用“電站運(yùn)維中心+后方集控中心”方式：①運(yùn)檢部、運(yùn)行分場、維護(hù)分場、專工安排在后方集控中心上班，按照正常行政班時(shí)間上班；②運(yùn)行分場安排在后方集控中心值班人員：首席（或高級）、中級和初級機(jī)電運(yùn)維各1人（共計(jì)3人），主要負(fù)責(zé)監(jiān)盤、調(diào)度聯(lián)系和前方人員溝通聯(lián)系工作；其余人員安排在電站運(yùn)維中心值班，主要負(fù)責(zé)設(shè)備操作、定期工作和現(xiàn)場事故處理工作；③維護(hù)分場各班組要求在電站前方上班，主要負(fù)責(zé)設(shè)備的日常維護(hù)管理、設(shè)備消缺和C級及以下檢修和水工管理工作。

3.4.4 構(gòu)建先進(jìn)的遠(yuǎn)程集中控制中心

為實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程控制，少人維護(hù)”的目標(biāo)，首先需要構(gòu)建先進(jìn)的遠(yuǎn)程集中控制中心?？刂浦行膽?yīng)包含遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)、電能量計(jì)量系統(tǒng)、優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)和遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，具備遙測、遙信、遙調(diào)、遙控、遙視的“五遙”功能。

3.4.5 完善自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)和智能化狀態(tài)監(jiān)測與故障識(shí)別系統(tǒng)

遠(yuǎn)程集控中心功能的實(shí)現(xiàn)離不開現(xiàn)場機(jī)組的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)和智能化狀態(tài)監(jiān)測與故障識(shí)別系統(tǒng)，因此需要進(jìn)一步完善這些系統(tǒng)。比如對自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的改進(jìn)，使機(jī)組能夠自動(dòng)避免在振動(dòng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，避免頻繁通過振動(dòng)區(qū)域。能自動(dòng)控制和調(diào)整運(yùn)行異常機(jī)組，使其恢復(fù)到安全狀態(tài)。嚴(yán)重時(shí)可保證機(jī)組能安全解列并停機(jī)，關(guān)閉進(jìn)水閥，將損失降到最小范圍。

完善智能化狀態(tài)監(jiān)測與故障識(shí)別系統(tǒng)，及時(shí)診斷設(shè)備狀況，并根據(jù)診斷結(jié)果實(shí)施狀態(tài)檢修，保證設(shè)備維持良好的工作狀態(tài)。

3.4.6 做好人員培訓(xùn)工作

“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式的實(shí)現(xiàn)同樣離不開人才培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)。豐寧抽水蓄能電站主要通過“三支隊(duì)伍”，即經(jīng)營管理、專業(yè)技術(shù)和技能操作三個(gè)系列的建設(shè)來實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)?，F(xiàn)階段可以采取專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、外出實(shí)習(xí)培訓(xùn)和生產(chǎn)準(zhǔn)備培訓(xùn)。專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)主要是通過部門、工區(qū)和專業(yè)組內(nèi)開展的技術(shù)類培訓(xùn)為主，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備安裝調(diào)試工作，有針對性的開展培訓(xùn)工作。外出實(shí)習(xí)培訓(xùn)主要結(jié)合機(jī)電部工作實(shí)際，分批選取設(shè)備管理人員，提前聯(lián)系系統(tǒng)內(nèi)外培訓(xùn)資源，選派業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、工作積極主動(dòng)的人員參加，以提高人員的技術(shù)管理水平和現(xiàn)場管理能力。生產(chǎn)準(zhǔn)備培訓(xùn)主要以新入職的大學(xué)生，參加國家電網(wǎng)有限公司和國網(wǎng)新源控股有限公司組織的生產(chǎn)準(zhǔn)備培訓(xùn)工作，主要傾向于生產(chǎn)運(yùn)維基礎(chǔ)知識(shí)和技能培訓(xùn)。

3.4.7 加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)完善工作體系

最后，要想實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式的最終轉(zhuǎn)變，還需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該包括管理流程、技術(shù)規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)平臺(tái)等。

4 結(jié)束語

調(diào)研發(fā)現(xiàn)“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式是大型抽水蓄能電站運(yùn)維模式的發(fā)展趨勢，而抽水蓄能機(jī)組自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)、智能狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、狀態(tài)檢修技術(shù)的不斷完善，使得機(jī)組“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式成為可能。從“運(yùn)維合一”到“遠(yuǎn)程集控”運(yùn)維模式的成功轉(zhuǎn)變不僅可以提高抽水蓄能電站運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，還可以改善職工的工作、生活條件，提升員工的幸福感，充分體現(xiàn)“以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀。