水电站市场发展范文

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篇1

在电力发电、传输、分配方面世界各地发生了巨大的变化，公司重组，政府机构改革，电力市场发展而且正在发展，电作为一种商品可以自由买卖。在许多情况下，公有电力公司和私人电力公司变化最大，随着规章定价制度的取消，利润不再有保证，同时，创造利润的能力也不再受限制。对水电行业，市场自由化创造了同样的风险和机会，风险在于各行各业的公司，如果随着时间的过去，其生产成本高于收入，那么公司将失败；相反，相对于获得的收入，其生产成本持续走低，就可以实现利润。

这篇文章是一套系列性丛书的开始，这套丛书着重讨论了世界上几个国家和地区的电力行业重组和自由化情况以及这些变化对水力发电的影响。

丛书从关注欧洲电力部门的自由化开始，在九十年代几种自由化的形式出现时，其动力是1996年的欧洲联盟电力规程，规程要求各成员国到2000年2月前开放本国28%的电力市场份额、到2003年比例达到33%。所有15个成员国尽管不是同一步伐但都已经开始市场化（成员国是：奥地利、瑞士、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、爱尔兰、意大利、卢森堡、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、英国）。

为电力市场自由化的各种努力及电力规程的迅即效果是九十年代中期斯坦的纳维亚半岛电力供应统一市场的建立，这导致欧洲出现许多提供现货、期货及衍生合约的新市场。而且，在西班牙、英国组成了许多活跃的不断变化的电力联营。在欧洲，公司间电网容量的分配和传输线路标准已经或正在建立，市场发展迅速，欧洲正在改革其基础设施及合法机构来支持更多积极的跨边界商业活动。

这些变化对水电来说是个机会，尤其是为那些水力发电机装机容量或水库库容巨大的公司的发展提供了机遇。

在欧洲水库库容分布的较为平均，然而，水库的周期来水量、地区间温度变化和社会经济因素差异是电力行业间大量电能以轮转方式交易的动机，然而，实际的电网结构和地理上电厂的分布不允许欧洲电力部门成为完全自由竞争的市场，而是一个垄断市场（即市场由少数几个生产商控制）。

能源生产商已表示出抓住电力市场自由化提供的机会的愿望，并且组织自己面对自由化带来的风险。在下面的章节，我们将讨论欧洲五个国家为达到自由所做的努力。这五个国家是英国、德国、意大利、法国和西班牙。（作者注：西欧斯坦的纳维亚半岛国家的能源自由化将在稍后的章节讨论。）

1.英格兰和威尔士：新贸易协议

1990年英格兰和威尔士电力工业私有化，导致的市场协议——英格兰和威尔士联营——将重点放在发电上。在英格兰和威尔士发电份额中仅有一小部分是传统的水电（容量154.25MW，约占总发电量的0.5%），位于苏格兰和北威尔士的大型抽水蓄能电站提供了重要的峰期电能。（英国大部分传统的水电——1207MW——位于苏格兰，在那里自由化并非一个焦点，尽管政府正在考虑与英格兰和威尔士的贸易协议进行一些形式的合并）在最初的英格兰和威尔士联营，生产商提交复杂的报价，这些报价根据成本的不断变化来实现一个价值等级（最低成本的可优先上网使用），根据这个优异的需求可以提前安排生产来满足需求。根据大多数生产商的最大盈余生产成本，建立了半小时价格。额外的购买数量仅仅是为了保证生产的持续，其数量依赖于生产量的过剩等，过剩的生产能力越小，生产收益越高。

一些关键的参与者认为这种最初的联营结构留给生产商权利过多，生产商可以通过缩小生产量来操纵价格，这种价格被提前确定的事实导致了电力市场和英国天然气市场间的复杂化，使其几乎实时运行。结果是：天然气生产商可以提前影响电力价格，然后，如果价格适宜，可以立刻在天然气市场上出售天然气，这种状况增加了生产与需求之间短期平衡的复杂性。而且，电力市场结构没有赋予生产商生产义务，如果生产商减少生产量，联营体系除了安排额外的、昂贵的生产外几乎没有其他的选择。联营结构的问题也影响了消费者对竞争市场的价格结构的信心，因此，需要一种新的市场结构来克服这些缺点。

2001年3月，英国石油电力市场协调官员和贸易工业部开始执行新电力贸易协议（NETA），迅速改变了生产商与供应商之间的电力贸易，NETA结构与联营结构间的显著不同在于需求一方积极参与市场，另一个不同点在于“生产者自分配”概念，即生产商自己分配电力设备来满足电力零售商合同式的需求。

大多数贸易出现在期货市场和电能交换，参与的生产和需求双方的级别在“平衡机制”阶段（实时前3.5小时）作为“最终的通知”（FPN）提交给系统操作者方，如果生产商有确定的生产量，则供应商必须预期每半小时所需的电量并签署合同购买适当的电量。

提交FPN是为了为参与双方描述地理位置以使其可以自我分配，生产方希望生产比FPN更多的电力（而供应方则希望消费更少的电力），或者相反，供应更少电力而消费更多，每个报价都描述了一个确定的FPN偏差和相应的市场价格，反映了平衡机制参与偏离FPN而取得的收益。对照先前的联营机制——联营机制是按照最优的定购计划安排确定的生产任务来满足需求并以此分配生产，新机制分配指令直接下发给生产商，指导其迅速调整生产来保证满足需求。

在NETA机制中，系统操作方——全国高压输电线网——协调市场参与方自然地理位置和系统平衡机制需求之间的分歧，除了接受出价解决电力不平衡外，系统操作方还接受出价来调整输出量/需求量来维持供应的安全性。

准确预测是非常重要的，因为所有的交易都是严格的，这就是说，一旦一个电力合同（无论是生产方或消费方）无法履行，偏离了合同要求，惩罚措施将立刻实施。任何背离了合同的参与方都将视为“不平衡”并支付两个不平衡价格中的一个，“系统购买价格”用于那些比合同规定消费的多或生产的少的用户或生产商，“系统出售价格”用于比合同约定消费的少或生产的多的用户或生产商。

全国高压输电线网不得不采用不平衡价格来平衡系统，因此，不平衡价格，很大程度上依赖参与方为增加或减少他们的生产量或供应量所接受的价格。

目前，系统购买价格偏高，为避免支付这个费用，大多数供应商有意地订购比他们预期需要更多的电量，然而，生产商必须安排提供所有合同要求的电量，这样全国高压输电线网不得不进行调解以减少生产输出量，这种情形系统称之为“超出”，反之，全国高压输电线网需要采取行动增加生产输出量，系统称之为“短缺”。

为利于控制平衡机制，全国高压输电线网拥有“期货交易”的能力，这意味着签定合同买卖将来输送的电能，通常，通过期货交易获得的价格要优于短期通过要价获得的价格，这些降低了全国高压输电线网平衡系统所需的费用。另外，一个经协调方同意的激励安排，将平衡系统的费用减至最小，因而受到的奖励。

有时在生产与需求平衡中出现了突然变化（例如一个流行的电视节目结束时，上百万人同时转换频道），并不是所有的生产商可以提供这种必要的“瞬间储备”服务，而瞬间储备的价格也比较昂贵，这使得威尔士两个抽水蓄能电站从中获益，第一水电公司所属的1740MW的迪诺威格电站和360MW的范思特尼格电站，可以在一分钟内向电网输入数百兆瓦特的电能。

同时，英国少量传统的水电几乎都专门用于高峰期电价最高时。在英国自由化电力市场，传统的水电和抽水蓄能电站如1740MW的迪诺威格电站（上图显示了它的放水区）提供了有利的峰期电能和系统控制。 2．德国：市场开放 电力平衡

德国，欧洲最大的电力市场，主要依靠进口石油和核电站，其总装机容量达108000MW，其中传统的水电为4304MW（约占4%），抽水蓄能电站为4636MW（约占4.2%）。（哥德思特尔工程各机组2002—2003年开始运行后，将增加1060MW的抽水蓄能容量）。1060MW的哥德思特尔抽水蓄能电站，当其4个机组2002—2003年开始运行后，将成为德国完全自由化电力市场的重要组成部分。

到目前为止，德国电力市场竞争的步伐仍然在加快，随着1996年欧洲联盟电力规程的实施，1998年4月德国电力市场没有经过任何过渡时期就完全引入竞争，公用事业协会、工业部门和独立的电力商在1998年5月签署的协议中确定了调整电力传输价格的准则，几个月后，电网操作方协会提供了电网进入的技术标准，第一个协议可以保证数百或数千个（达不到上百万个）用户改变供应商。

1999年12月基于连接点价格表的第二个协议取代了第一个协议，它允许每个用户在全国范围内在不改变系统进入费的前提下自由变换供应商。2001年12月13日，电网操作方和系统用户通过了对第二个协议的调整方案，第一次将代表家庭用户的消费者包括进来，在修改过的协议中，电力买卖和家庭用户变换供应商进一步简化，从而，德国准备进行第三轮调整以进入一个完全开放的市场。到2001年底，除了许多工业、商业用户外，超过一百万家庭用户变换了供应商。

即使是家庭用户，零售和批发价格也急剧下降，目前讨论集中在全国统一市场和紧密结合的欧洲能源系统，保证所有生产商进入系统以及提高系统价格和运行的透明度。关于德国电力系统状态的关键指示是非常积极的，电力平衡——装机容量与需求的平衡——在德国是积极的（正如欧洲大多数其他国家一样），电力平衡分析的目的是估计装机容量、电站储运损耗统计量、无效容量、维护储运损耗、系统服务储备和负载。分析结果是一个正平衡或负平衡，用以指示一个确定的电站或地区在不影响其自身可靠性的前提下是否可以出口，或者是否需要输入电能以保证可靠的供应。

鉴于德国和大多数欧洲国家没有面临负的电力平衡，而一些欧洲外围地区存在能源不足，随着欧洲各地区市场竞争的增强，电力平衡需要密切关注。

德国的大型水电站归属大型公用事业公司，他们将传统的水电和抽水蓄能电站视为生产业务的重要组成部分并有规律地控制，同时也存在大量小型的、独立的受德国新能源法资助的水电站，对这两类水电站而言，尽管降低运行费用以保持经济性和竞争力的压力很大，但电力市场自由化的影响仍然不大。

3．意大利：继续干预

在意大利电力市场中水电扮演着重要角色，全国大约75000MW的装机容量中，传统的水电装机容量超过17000MW，另有7000MW来自于抽水蓄能电站，水电承担着全国电力生产的19%。

在意大利，电力工业继续干预是基于1999年执行的博斯尼法案，法案要求的许多步骤都已完成，最近的步骤是2001年5月工业部通过的“市场代码”，引入了一个强制性的电力联营，预期2002年上半年开始营业。可以预见两个主要的市场，第一个是能源相关的、提供前期服务和调整的市场，主要由政府所属的新市场操作者Gestore del Mercato Elettrico（GME）操纵。第二个是分配相关的、处理输送阻塞管理、操作储量和实时系统平衡的市场，由独立的市场经营者Gestore della Rete Nazionale（GRTN）操纵，这当然需要协商一个合适的协议来处理各种交叉的争端，尽管直到2002年1月还没有达成。

到目前为止，针对大多数消费者的电力批发价格大大高于中欧地区，针对被束缚住的消费者（即不能转换供应商的用户）的价格包括两个部分：固定部分和浮动部分，固定部分相应于发电公认的固定成本，另一部分涉及燃料成本，系统操作者每两个月更新一次。目前这个群体约占总消费人数的65%，随着自由化的深入，到2003年预计比例将降低到35%。

较高的批发价格对于外国公司来说，意大利是一个有吸引力的投资市场，无论这些公司是企图在意大利投资电力或是购买业已脱离纵向联合公用事业Enel Spa的电力公司。

在新意大利市场，水电尤其是抽水蓄能电站对于自营的系统操作商来说，将是重要的资源，从ISO提供的信息判断，水电（容量至少为3000—4000MW）用于处理早晨急剧增加的电力负荷，另外，晚上抽水蓄能电站水库蓄水使得发电机组避免了夜间热机组循环。

4．法国：聚焦出口市场法国电力装机总量大约108000MW，其中76%是核电，13%是水电，火电占11％。

法国电力在欧洲是独特的，因为所有电能的发电、传输、分配都是国有公用事业公司Electricite de France（EDF）完成的，是欧盟最后一个国家垄断。

然而，1996年欧洲联盟电力规程为法国电力部门引入市场竞争，90年代后期，法国每年电力出口超过9000万兆瓦时，因而在电力贸易中扮演重要角色。

例如，自2000年2月，法国电网的经营者——一个名为Reseau de Transport de l Electricite（RTE）的新公司——已经从EDF中独立出来，RTE的目标是管理输电线网运作和发展、确保所有用户对电网无差别的使用以及促进建立一个积极、流动的电力市场。自2001年5月起，欧洲电力输送费用将与距离分开，不管距离多少，每出口1兆瓦时费用定为2欧元（1.88美元），根据每年电力出口量计算供应商应支付的费用，然后根据在边界线的自然流动在电网操作者之间再分配。

EDF的其余部分正在逐渐分散，产生了经营发电或贸易活动的商业单位。有关贸易活动的情况，在伦敦成立了与Louis Dreyfus贸易公司合办的联营公司，这些商业公司现在都自负盈亏。像这样的分散化——同样也发生在大多数电力自由化国家——带来了许多有意思的最优化问题，包括发展新随机模型来处理增加的不确定性和风险。

1996年欧洲联盟电力规程的一项要求就是成员国开放电力市场，不断提高面向竞争的电力份额（到2000年2月达到28%，2003年为33%）。2000年2月，法国立法通过了法国电力市场自由化。目前，约占市场30%的近1200个大型商业消费者可以选择他们的电力供应商，但是，当能够挑选供应商时，几乎没有消费者主动更换供应商。

EDF的发电量约占法国用电量的95%以上，它利用水电作为峰期电能及进行全国输电线网的系统调节，并收取这些辅助设施的额外价格。除了价格收益外，EDF将水电站描述为“法国电力系统安全的关键一环”，EDF操作运行220座水坝及550个水电站，每年水力发电6500万兆瓦时，约占其总发电量的15%。

自由化和市场激烈竞争推进了法国第二大电力集团Compagnie Nationale de Rhone（CNR）的发展，CNR的发电量约占全国电量的3%，主要是Rhone河的水电，CNR的水电站装机容量2937MW，每年发电1600万兆瓦时。2001年8月，CNR和比利时的Electrabel共同创建了一个新公司——Energiedu Rhone——开发CNR和Electrabel在法国的电力市场，法国政府要求EDF放弃其持有的少量CNR股份来进一步加强市场的自由化。

5．西班牙：类似加利福尼亚吗？

西班牙的全国装机容量约为52000MW，其中水电装机容量约为17000MW，在平均降水年份，水电发电总量约占全国发电量的20%。

1997年，1996年欧洲联盟电力规程实行不久，西班牙开始了它的电力行业自由化进程，并颁布法律建立了电力发电和供应的竞争性框架，采纳的调整框架深受美国加州实行的模型的启发，2001年发生在美国加州的保证供应危机被西班牙密切关注。

尽管西班牙不同机构为避免加州类型危机提出的分析和预防措施大相径庭，但没有人建议回到以前高度干预的机制，而且这还要考虑到西班牙以前的调整结构运行的相当出色（西班牙调整电力系统结构的动机主要是1996年欧洲联盟电力规程的要求，而不是先前电力系统结构的非正常运转）。

近期西班牙提出的各种分析将目光更多地集中在美国加州框架设计的明显缺陷而不是西班牙全面自由化进程，然而，发生在加州的能源危机促进了对西班牙模型的深入研究并且开始修正自由化进程以避免类似失败。

加州电力危机的一般性原因是装机容量不足（供电不足），尽管引起加州电力危机的一些因素在西班牙并不存在，但情况并不让人乐观，如果不利的市场状况继续下去，供电不足将可能在近期内出现；另一方面，不管高价格或是分配公司破产都不能预见。但是，有关这些争论仍然存在着较强的调整不确定性，而且实际出现定量配给尚不清楚可能发生什么情况。

目前，新的投资障碍仍然密切相关并有可能导致令人担忧的发电不足，最主要的障碍包括：迟缓的投资授权、市场准则的不确定性、天然气部门犹豫不决的自由化、增加的环境压力以及即使在发电量不足的情况下仍存在着对现货价格的价格调整上限。

一般而言，在西班牙供电保证是没有深入研究又令人关注的焦点，然而，市场危机的潜在可能性造成这样一种状况，即市场缺乏签定长期合同的动力，仅存在短期电力市场又导致了对新的电力设备投资的短缺。除了上述的障碍外，鼓励签定长期合同是西班牙保证长期电力供应的主要因素之一。

电力市场自由化对西班牙的主要影响是广泛的企业重构和重组，正如欧洲联盟电力规程要求的，反过来，企业的调整和重组也影响着企业拥有的水电资产。在新市场框架中，水电站与其他电力公司一样，每个水电站都可以像其它热电厂一样按照同样的规则在统一市场（如：日常电力市场、国内电力市场、储备市场、实时市场等）中投标，三年的运作显示了水电在电网安全和辅助服务方面优异的成绩。

关于重构，西班牙四个最大的公用事业公司——前国有的Endesa、 Iberdrola、Fenosa集团、和Hidroelectrica del Cantabrico——在国内市场上竞争，在欧盟统一市场内通过合并或意向合并参与竞争，并已开始努力建立新联合……继续走向……激烈竞争。

篇2

中图分类号： F407 文献标识码： A

1.工程简介

福建将乐高唐水电站是金溪流域干流规划的第七级水电站，是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉和改善城区景观等综合利用的中型水利水电工程。

枢纽由左、右岸挡水混凝土重力坝、右岸挡水土坝、泄洪闸、发电厂房等建筑物组成。发电厂房位于右岸，内装2台21MW的水轮发电机组。

厂房尾水流道断面形式为由φ7.73m的圆形截面渐变为9.565m×9.565m 的正方形截面，总长度为6.78m。

2.流道内的骨架厂内加工

成型后的尾水流道能否满足设计曲线，完全取决于模架，因此支承混凝土成型的模架必须与流道设计曲线相符，且牢固可靠。根据设计曲线和提供的流道断面尺寸，先在木工厂内按1：1的比例制作流道支承骨架。因设计图纸上提供的两断面间距为1.931m，长度较大，需要在两断面间加密，采用直线连接中间加密的方式制作两断面间的支承骨架，每50cm长制作一副支承骨架，骨架制作时必须留有1cm厚的外模位置，以确保浇筑完毕后的流道曲线准确性。

3.流道现场放样

在测量人员提供的控制点的基础上，现场放样出流道立模所需的控制线：首先依据现场放样控制点，用墨斗弹出两台机组中心线，然后根据流道曲线左右对分定出流道底部平面部份的两侧实际控制线，并用墨斗在实际地面上弹出控制线，即纵向定三条控制线。三条纵向控制线定完后，按流道图中的各断面位置在地面上画出横向控制线，每处横向控制线即为“门”型支腿的位置，一般每隔2m～3m设一副。

4.搭流道骨架支承平台

流道模板支承平台的支腿，在搭设期间采用木结构以便平台与流道模板间的连接。支腿形式为“门”型：竖向支承为圆木，横向为12cm×10cm的规格枋木，支腿间用枋木作承重连接，枋木间距为100cm左右，在承重木枋木上安装和加固流道内侧的支承骨架，支承骨架的间距一般为50cm，所有结构均采用铁钉或马钉连接。

当流道模板安装完毕后，拆除木结构支承平台，用建筑钢管置换为钢结构支承平台。钢结构支承平台结构形式基本与木结构支承平台相似，但为确保混凝土浇筑过程中的稳定性，防止水平承重钢管变形严重，支腿的立柱间距一般为1m左右。支腿钢管间的连接一般采用焊接。置换时必须按先安装钢支承平台，后拆除木支承平台的顺序进行。

5.流道支承骨架现场拼装

结构支承平台搭设完毕后即进行流道支承骨架现场拼装，因流道模板高度较大，若一次性安装完毕，对结构的稳定不利，且木模在风吹日晒的作用下容易变形，故流道支承骨架根据结构特点采用分多次进行搭设：先立下圆弧顶上以下部份的骨架和模板，在混凝土浇筑其顶部后再搭设直线段部份的骨架和模板，最后搭设流道封顶模板。

具体方法为先将流道底部平面段的两侧边线用吊锤引线到支承平台上，用尼龙线连接定出该两条线（此两条线应布置在固定的枋木上，为保证精度应多吊几点，用中间点校核），然后将底部的两段圆弧支承骨架按控制线固定在支承平台上，并对支承骨架进行纵向、横向和竖向连接的加固。模板支承骨架安装完毕后必须进行校对，满足设计要求后方可外模拼装，最后进行外模板刨光。

6.流道模板加固

每层流道模板安装完毕后必须对其进行加固，在其两侧用φ12拉条将流道支承骨架与事先预埋钢筋焊接，钢筋与支承骨架间用螺杆连接。为确保加固可靠，拉条间距一般不大于60cm，与地面角度不大于45度。

7.钢筋加工、绑扎

加工前应按钢筋形状调直后的长度先下直线料：超过规格钢筋长度时将钢筋按要求切断；过短则焊接加长，钢筋下料长度必须考虑到钢筋保护层的厚度，合理地安排搭接长度，充分利用材料，尽可能减少废料。钢筋弯曲机弯曲，加工好的钢筋若局部不符合要求，可采用人工扳手调整。堆放加工好的钢筋必须做好归类，并在每一类钢筋上挂上说明牌，说明牌上主要标明使用位置、数量、规格等。

按设计图纸将加工好的钢筋现场绑扎，绑扎前必须检查所用的钢筋是否准确。

8.混凝土浇筑

流道浇筑采用台阶法：第一层（EL120.3～EL122.9）和第四层（EL128.1～EL131.1）浇筑时自左向右侧进行，即混凝土自左侧底层开始浇筑，进行3m距离后回来浇筑第二层，第二层浇筑3m后，回浇第一层3m，如此依次向前浇筑以上各分层。第二、三层（EL122.9～EL125.5和EL125.5～EL128.1）浇筑顺序为自下游侧向上游侧进行，且两侧应对称浇筑，高差不得大于50cm。

台阶浇筑时上一层振捣时须插入下层5cm左右的深度，以保证两层混凝土间有较好的接触。为防止浇筑过程上升速度过快，对模板造成较大压力而产生变形，浇筑过程中必须严格控制上升速度，一般控制在50cm/h。振动器振固时离模板的距离应控在30cm左右。

流道底部平面浇筑时应牵线控制浇筑面，两侧牵线的控制线为圆弧底端连接线。

9.底部抹面

篇3

水力发电是指利用江河水流从高处流到低处的落差所具备的位能做功，推动水轮机旋转，带动发电机发电。水轮发电机组在电力系统中要做到持续、安全、可靠地运行必然涉及自动化技术的应用。随计算机技术、信息技术、网络技术的飞速发展，给水电厂自动化系统提供了一个广阔的发展舞台。水电厂自动化必须发展成为一个集计算机、控制、通信、网络、电力电子等多种技术为一体的综合系统，具备完备的硬件结构，开放的软件平台和强大的应用功能才能适应新的形势需要。在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压水电厂采用了自动化技术实现无人值班，而且在超高压水电厂建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的数字化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了水电厂建设的总造价。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、水电厂运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的水电厂自动化技术产生深刻的影响，水电厂自动化系统需要进一步的改善和发展。

1水电厂自动化的发展趋势

总的发展趋势是:智能化、人性化、可选择性、用户二次开发。所谓智能化，主要指系统的软件具有人类的一部分归纳、推理、判断的能力。水电站计算机监控系统的智能化水平是指:在一定条件下，它能更多地代替运行人员，在判断和归纳的基础上自动提示更多信息、自动进行一些操作，使机组运行在更安全的工况区域内。智能化水平越高的系统对使用人员的要求越低，不需要培训或进行简短的培训就可以使用操作，有问题翻阅一下说明书就可以解决，得像家电那样简单，接上电源就能使用。智能化水平越高的系统，能够根据使用的情况，对自身或控制设备的状态给出恰当统计、准确的诊断、适当的报警提示，以使用户时刻清楚监控系统的情况，时刻清楚监控系统及被控设备的状态。

所谓人性化，首先使用系统是方便的、简单的，其模式、布置、颜色、操作等可以满足大多数使用者的需要，并可以随时进行调整、修改。

可选择性也可以说定制性，也就是指系统功能的多少、投退可以选择，设备控制与报警，数据的流向，设备的状态具有选择性。使用人员可以方便、简单地改变系统的配置、功能的配置、信息的配置及表现方式，可以更好地满足使用者的需要和习惯。

用户二次开发。提供一系列方便、友好工具软件，支持用户二次开发，使用户按照设备的变化情况和现场的需要随时方便、简单地对数据库、画面、报表、通信内容进行修改，使监控系统真正成为用户自己的系统，成为用户满意的系统。

2水电厂自动化系统的数字化特点

2.1智能化的一次设备。一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，水电厂二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

2.2网络化的二次设备。水电厂内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、电压无功控制以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微机处理设计创造，设备之间的连接全周；采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。

2.3自动化的运行管理系统。水电厂运行管理自动化系统包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；水电厂运行发生故障时能及时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出水电厂设备检修报告，即常规的水电厂设备定期检修改变为状态检修。

3水电厂自动化系统的数字化结构

3.1过程层

（1）电力运行的实时电气量检测

与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代；采集传统模拟量被直接采集数字量所取代，这样做的优点是抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好，开关装置实现了小型化、紧凑化。

（2）运行设备的状态参数在线检测与统计

水电厂需要进行状态参数检测的设备主要有发电机、变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、液位、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。

（3）操作控制的执行与驱动

操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器、刀闸合分控制，直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的，即按上层控制指令而动作，比如接到间隔层保护装置的跳闸指令、电压无功控制的投切命令、对断路器的遥控开合命令等。在执行控制命令时具有智能性，能判别命令的真伪及其合理性，还能对即将进行的动作精度进行控制，能使断路器定相合闸，选相分闸，在选定的相角下实现断路器的关合和开断，要求操作时间限制在规定的参数内。又例如对真空开关的同步操作要求能做到开关触头在零电压时关合，在零电流时分断等。

3.2间隔层。间隔层设备的主要功能是:汇总本间隔过程层实时数据信息；实施对一次设备保护控制功能；实施本间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能；对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。

3.3站控层。站控层的主要任务是:通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心拟接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具备站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像，声音等多媒体功隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能；具备水电厂故障自动分析和操作培训功能。

4 水电厂自动化系统数字化发展中的主要问题

目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并且在某些方面取得了实质性的进展。但目前主要存在的问题是：研究开发过程中专业协作需要加强，比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关；材料器件方面的缺陷及改进；试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC(电磁干扰与兼容准制与试验)还是薄弱环节。

5 结语

目前，水电厂自动化技术随着计算机技术的发展得到了迅猛发展，并已比较成熟。但随着国家对水电开发的远期规划对我们提出的更高目标，数字化水电厂自动化是一个系统工程，要实现全数字化水电厂自动化的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，要认真总结经验，时刻保持清醒的头脑，不断开拓思路，不断探索创新。在水电厂状态检修、流域水能资源调度与高效利用、水电站控制新技术等领域进一步突破，使数字化的水电厂自动化系统，有一个蓬勃的发展期，为我国的水电建设和现代化事业做出应有的贡献。

参考文献：

[1]李维东.工业微机型水轮机凋速器的研究与开展，2009(01).

[2]徐林之.国内外水情自动测报技术的现状与发展，1999(04).

[3]王德宽.水电厂计算机监控技术的发展与回顾，2007(03).

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随着大型火电机组生产规模不断扩大，化学水处理系统生产工艺日趋复杂化，相应的控制系统也发生了日新月异的变化。面对种类较多的化学水系统，重复的运行管理机构，化学水处理系统相对集中的综合化控制模式将是未来一定时期发展的趋势。它将是电厂实现减人增效，提高生产的经济性、安全性和自动化水平的有效途径之一。

一、当今电厂化学水处理技术的发展特点

1.设备呈现集中化布置

传统的电厂化学水处理系统都存在着占地的面积大、生产的岗位普遍分散、管理复杂等问题。当前，从优化整个水处理的流程的目的考虑，设备的布置应该考虑用紧凑、集中、立体的整体构型来替代原先的松散、分布、平面的整体的构型。这样既可以减少厂房的占地的面积及空间，又可以提高全厂设备的整体的利用率，给运行和管理带来极大的方便。

2.生产呈现集中化控制

所谓的集中化控制就是将整个电厂化学水处理的所有的子系统整合为一套系统，取消原先的模拟盘，使用PLC加上位机构成的两级控制结构，PLC分别对水处理的各个子系统的设备进行数据的监控和采集，PLC和上位机之间的通信通过数据通讯接口进行。各个子系统通过局域网的总线形式集中的连接在主控制室内的上位机上，进而实现水处理系统的相对集中的监视、操作以及自动化控制。

3.工艺呈现多元化

在电厂水处理的传统的工艺中，主要是以混凝过滤、离子交换以及酸碱处理为特征。现今，电厂化学水处理技术呈现出多元化的特点。伴随着化工材料在技术方面的逐渐的进步，加上膜处理技术—超滤、微滤、纳滤、反渗透等在水质处理中开始被广泛的应用，而离子交换树脂在种类、使用的条件以及范围上也取得了很大进展，新型粉末树脂在凝结水的处理中正起着比较积极的作用。当然最为吸引人眼球的还得属在水处理领域中微生物技术的使用，该技术起到了越来越重要的作用。

4.以环保和节能为导向

随着大家对环境保护的意识的提高，尽量的减少在水处理的过程中所产生的各类型的污染，尽可能的使用那些那些无毒、无污染的化学水处理的药品或者少用乃至不用化学药品已经成为发展的必然结果。“绿色环保”的概念己经渐渐深入到每个人的心中。如今，化学水处理正朝着“少污染、零污染”的方向积极发展。随着水资源的可持续性发展的战略的积极开展，合理的使用水资源以及提高其重复的利用率已经成为耗水大户电厂水处理当前工作的重点任务。依靠管理体制以及科技的进步，来实现水的循环使用己经变得至关重要。废水“零排放”一仅从水源取水而不向水源及周围的环境中排放污水的目标已经在部分电厂中得以实现。

5.检测的方法日趋科学化

诊断及检测技术得到进一步的发展和应用，其方式和方法越来越科学化。诊断从观念上实现了从事后的分析向事前的防范转变;从手段上逐步实现从人工的分析向在线的诊断转变;从级别上实现从微量的向宏量的分析的转变。这些所有的转变都是以预先防止事故的发生，保证设备的安全稳定的运行为目的。

二、电厂化学水处理技术发展和应用

1.锅炉给水处理

目前用氨和联氨的挥发性处理在炉水处理运用上较为广泛，但它存在一定的局限性，仅较适用在新建机组，待水质稳定后转为中性、联合处理。在合理运用加氧的技术，在一定程度上改变传统除氧器、除氧剂的处理，提供了氧化还原的气氛，使得低温状态下就能够生成保护膜，抑制腐蚀。

2.锅炉炉内水处理

以近几年人们提出低磷酸盐处理、平衡磷酸盐处理。低磷酸盐处理下限控制在0.3~0.5mg/L的范围，上限不超过2~3mg/L。平衡磷酸盐处理基本原理：使炉水磷酸盐含量减少到仅能和硬度成分反应所需的最低浓度，同时，允许炉水中含有小于1mg/L的游离的NaOH，以确保炉水pH值在9.0~9.6。

3.凝结水处理

随着发展目前绝大多说高参数机组设有凝结水精处理装置，这些装置多以进口为主，其中再生系统是高塔分离装置、锥底分离装置。但真的实现长周期氨化运行的目的的精处理装置屈指可数。实现氨化运行从环保、经济角度出发将成为今后精处理系统发展方向。现在的运用考虑需注意设备投资、设备布置、工艺优化方面，应注重原有的公用系统的利用率，例如减少树脂再生用风机、混床再循环泵等。

三、化学水系统控制发展的趋势

随着大型电厂生产规模的不断的扩大以及化学水处理系统对生产工艺的要求的日渐复杂化，相对应的控制系统也在发生着巨大的改变。面对各种各样的化学水系统以及重复的运行和管理机构，一种相对集中的综合控制模式出现了，就是化学水处理系统综合控制，也就是上面所提到的集中化控制。化学水综合控制由于有以下几方面的优点，将是未来一定时期内化学水系统控制的发展趋势。

1.可以达到完善的工艺

化学水系统综合控制是建立在工艺系统的合理性的基础上的。前提是需要工艺系统尽量的简单且合理以及设备可控性能要好。下面从控制的工艺，加药的工艺和参数的监测三个方面进行介绍。控制的工艺:原先的各个子系统采用的均是不同的控制工艺，各系统间联系比较少，对于可控设备的设计也不合理，因此要从工艺的改造上出发，增加相对应的阀门，调整部分管道的流径，使所有子系统相互间的功能和联系尽可能的完善并合理化。加药的工艺:改进原先的各个子系统加药的点以及加药的方式和加药的管道，取消传统的一些单回路的自动加药的装置，统一由PLC来对加药进行控制，采用一些先进的设备及加药装置来提高加药的自动化水平，经济合理的控制生产药耗，降低生产的成本。参数的监测:按综合系统的要求重新考虑各系统的监测点己及被监测的参数的准确性、合理性以及可靠性，优化国内外仪表的使用，使得正系统在线监测的参数经济而可靠。

2.强大的软硬件功能

目前电厂使用的主要有SIEMENS、AB、OMRON、GE等品牌的PLC，这些产品在电厂化学水的各系统中被广泛使用，具有比较丰富成熟的经验和相当不错的业绩。功能都比较完备，能够满足化学水系统的要求。工控机也有ICS、研华等品牌，技术指标都随着最新配置的潮流，监控软件有WINCC、取TOUCH、IFIX等HIM界面极佳的上位机软件。通过有经验、信誉好的承包商进行成套系统的组装和设计，编程调试，都可达到甚至超过进口的先进控制系统的水平。控制系统具有稳定性能高、人机接口好以及自动化控制水平高等一些优点。

3.通信网络的适用性

各个PLC厂商为了适应将来的联网需要，研发出具有多种类解决方案的网络模式，能够根据电厂各个化学水子系统的控制要求的不同，来进行相应的配置的方案的综合化的控制。对于各个子系统所使用的不同厂家的PLC及相对应的通讯协议，可采用网关技术或者专用以太网卡(比如西门子的CP1613网卡)进行联网，将化学水系统集中化控制;如果各子系统采用同一家厂家的PLC，则可采用厂家的局域网来使各子系统集中化控制，不同层的网络均具备连接其它的管理网或者控制网的接口。

4.系统具有较高安全性

综合控制系统由于全部使用PLC，使得硬件的平均故障率得到很大程度的降低，同时由于运算功能和控制功能的模块化，这样就消除了由于接触不良或者连线的不当所引发的事故。综合系统的完备的自诊断的功能可以使现场的维护人员尽早的发现设备出现的故障，及早的进行修复，提高设备的使用寿命。

5.较高的性价比

化学水综合控制系统比原先任何单个的系统控制装置都要先进，这一点己经得到了业内专家们的认可。它利用现有的各个子系统的资源，合理的优化仪表和控制设备，对所有仪表和设备进行集中的监视和控制，降低运行的成本以及改造的前期资金投入，缩减现场运行和维护人员的数量。实践证明，化学水综合控制系统的一次性的资金投入加上比较先进全面的功能，与一个电厂具有数套的化学水控制子系统的分散且独立零乱的功能以及大量的资金投入相比，具有极佳的性价比指标。于此同时，综合化控制实现了分散的PLC以及远程的FO再加上局域网通讯的应用，极大的减少了花费在电缆及安装铺设上等基础建设投资的费用。

参考文献

[1]王晶. 反渗透在电厂水处理中的应用[J]. 中国高新技术企业, 2011,(25) .

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1 概述

在以往工地施工过程中，镜面混凝土难以达到镜面效果，混凝土的颜色、平整度、光洁度等指标达不到设计效果；其次存在一些柱根部漏浆、混凝土错台、蜂窝、麻面以及无光泽、预埋件不平等质量通病。因此，我们成立了发电厂房镜面混凝土施工质量控制QC小组以确定镜面混凝土施工工艺，以防治和消除其施工过程中的质量通病，改进混凝土施工质量。

2 分析问题的原因

在施工过程中，发电厂房的镜面混凝土存在一些质量通病，主要原因：①柱模板支立前，模板支立未用水泥砂浆找平，模板与找平层未挤压严密。②模板组合拼装时，模板缝不严密，平整度差。③柱梁模板漏浆、振捣不密实。④胶带纸中存在气泡，胶带纸起皱。⑤混凝土浇筑过程中排水、透气性差，振捣不充分。⑥混凝土配合比问题，严格按照配合比施工。应当准确计量材料，在确保振捣密实的情况下，过振会造成混凝土离析而表面颜色不一致。⑦预埋件由于受热不均匀而在浇注混凝土时发生歪斜和内陷问题。⑧由于PVC管与模板周围结合处胶带纸粘结不牢而发生漏浆起砂。在以上这些原因中，通过调查分析发现其中最主要的原因是模板的选材和混凝土的浇筑。（如下表）

3 对策

针对模板和混凝土的浇筑我们制定了以下对策：

3.1 测量放线 平面放线作为一个重要环节进行控制。首先测出控制轴线，校核无误后再放模板线。最后转入模板安装工序。垂直控制：最好采用铅锤和全站仪内外双控，保证其镜面精度。

3.2 钢筋施工 控制墙体厚度及钢筋位置准确。保护层厚度用硬制塑料垫块进行控制；扎丝绑扎后一律向内，严禁外露。

3.3 模板施工 优先选用建筑覆膜模板施工，对于小尺寸以及较为复杂外露面不宜采用大模板的采用定型钢模板。在使用建筑覆膜模板时应当注意以下几方面：

储存：模板尽量放在通风且避免直接雨淋暴晒的场所。

切割加工：沿着表面木纹方向切割以获得良好的切割效果，如果进行垂直切割，可采用细齿锯片。

封边：采用含有丙烯酸成分的防水油漆对切割和钻孔后的模板进行封边，以确保模板能进行长期周转。由于模板含水量不同会直接导致尺寸的变化，因此，拼装时在模板接缝处留有间隙，并贴双面胶进行封堵。

模板的紧固：钻好细孔后再进行螺钉固定。紧固螺钉前应当将环氧树脂或硅胶涂抹在孔上，然后再拧紧螺钉，然后用腻子充填抹平并打磨光滑。也可以从模板背后进行紧固。

脱模剂：根据施工经验，脱模效果最好的当属色拉油。为了避免混凝土表面沾染锈迹，避免过多过少或过早使用脱模剂，更不能在钢筋上涂抹脱模剂。

拆模和搬运：严禁直接撬伤和拖伤模板，尤其是模板的四边和四角，以避免模板损伤。

清洁和堆放：拆模后应当立即用水或相同的脱模剂进行清洁。为了避免损坏模板，不能使用钢质工具铲刷，应使用毛刷对混凝土粘结块进行清除。

模板的快速修补：清洁后的模板，无论是表面木结构损伤还是覆脱损伤，都必须进行立即修补以保证模板的长期周转使用和获得良好的浇注效果。

模板内的水分平衡：如果水分的含量变化过快，则模板表面会因为内部水分不均匀而产生细微暂时不平整的现象。模板经过1-2次浇筑后，待到模板内部各处水分渗透平衡后，此现象便会自行消失。

3.4 混凝土施工。用水湿润岩面或接封面后，均匀覆盖一层2cm厚砂浆，然后再分层下料铺填。混凝土按照一定次序、方向且分层进行浇注，入仓后及时平仓振捣以防堆积。振捣至混凝土不再显著下沉、不冒气泡以及开始泛浆为止，加强靠近模板处的振捣。

4 实施

4.1 柱根部漏浆的防治与消除。第一，为了支设加固模板时保证模板底部与柱面能够挤压密实，应当柱与柱的接头处贴两道一定厚度的海面胶带。第二，为了确保水平平整，在支设模板前应用1：2水泥砂浆找平柱根部模板的支设处。第三，为了利于模板内排除冲洗水，应在柱根部留设排水孔。用砂浆将排水孔与柱根部模板周围封堵牢固后再进行混凝土浇注。第四，为了利于模板与找平层挤压严密，在柱模板底部黏贴一道双面海绵胶带。

4.2 模板接缝明显、混凝土错台的防治与消除。第一，为了确保镜面混凝土的表面凭证，严禁加固用钢管箍或槽钢箍变形和挠曲，且具备足够的强度和刚度。第二，用腻子补齐PVC内贴板缝后再黏贴2cm宽的透明胶带纸。第三，为了确保尺寸精确统一，采用酚醛覆膜木胶合板模板。为了确保同一构件中的材料厚度一致，使用模板和PVC前要仔细检查内贴板的厚度。第四，用手工刨推平大组合模板的接头处并贴上双面胶带，保证对齐后在进行拼接。

4.3 柱梁线角漏浆、起砂与不顺直的防治与消除。第一，确保使用的木线条规格一致且线条顺畅，严禁使用挠曲并行和开裂的木条。在木线条与模板的接触部位黏贴双面海绵胶带，确保紧密。第二，逐根挑选木线条后在上钉，且确保规格一致的钉在统一构件上。木线条一般固定在小面模板上以确保木线条在支设大面模板时不变性。

4.4 混凝土表面起皱的防治与消除。只有防止胶带起皱才能有效防治和消除混凝土表面起皱：第一，贴胶带纸时尽可能一次到位，确实需要重贴时要更换胶带纸，且从一边贴向另一边。第二，为了增加粘结力，可以在木线条上适当图书万能胶。

4.5 混凝土表面气泡的防治与消除。第一，为了增加混凝土搅拌时间以及增大坍落度，可以选用合理的外加剂，除了有利于混凝土振捣的同时还可以有效减少混凝土产生气泡。第二，振捣混凝土时应当确保插点均匀，并且掌握好适当的振捣时间，一般以20-30s最佳。第三，分层浇注混凝土，待到第一层混凝土振捣密实且表面不再下降以及产生气泡时，再浇注第二层混凝土，为了消除两层之间的接缝，在浇注上层混凝土时插入下层混凝土5cm左右。第四，振捣时为了利于气泡排出，保证振动棒与模板保持150-200左右的间隙。

4.6 混凝土表面颜色不一致、无光泽的防治和消除。 第一，严格按照配合比施工且保证材料计量准确。第二，为了搅拌更加均匀和充分溶合，适当延长掺加外加剂混凝土的搅拌时间。第三，在不影响周转材料使用的情况下尽量晚拆模板。第四，确定混凝土配合比后，在施工前，应当做一些样板墙。这样如果出现问题还可以适当变动和调整配合比。第五，在确保混凝土振捣密实的情况下不宜过振和重复振捣。如果由于过振出现表面颜色不一致和浮浆等，为了避免表面混凝土与下部混凝土颜色不一致，可以加入适当清洁石子后进行适度的二次振捣。

4.7 预埋件不平、歪斜、内陷的防治与消除。第一，由于预埋件上锚筋或其他锚固件焊接时受热不均匀而产生变形，因此，只有逐根逐块检查并矫正变形后再进行预埋件的安装。第二，采用适当的安装方法确保预埋件在混凝土浇注时发生歪斜和内陷等问题。

4.8 对拉螺栓孔周围漏浆、起砂的防治与消除。第一，为了避免出现螺栓孔，可以采用其他加固方法，而不采用对拉螺栓。第二，如果确实需要采用对拉螺栓，可在构件模板量测相应位置选取比PVC管大1mm的圆孔，对拉螺栓从PVC管穿过，然后用胶带纸粘牢PVC管与模板周围结合处。

5 注意事项

5.1 模板设计时为整体一次拆模，上层模不拆，拆下层模，转移到上部，周而复始，做到设计顶部高程，即可保证水平分缝之间的混凝土不错台，又能提高模板的周转使用。

5.2 尽管已采取了各种措施，但拆摸后由于混凝土的泌水性，模板的漏浆和混凝土本身的含气量较大，其表面局部可能会产生一些小的气泡，孔眼和砂带等缺陷。

5.3 拆模后用同标号的砂浆修复缺陷用细砂纸打光，用水冲洗洁净，确保表面无色差。镜面的保护，拆完模板后，的混凝土表面，应及时采用粘性薄膜覆盖，进行保湿养护，不让水分蒸发，既达到养护效果又不使混凝土的镜面受到污染。

6 结束语

在云鹏电站发电厂房采用以上施工工艺后，外观平整，光亮照人等特征，令人赏心悦目，混凝土的颜色、平整度、光洁度等指标均达到了预期效果，其镜面饰面混凝土的施工质量得到了业主、监理等有关专家的高度评价。

参考文献：