湖南农村小水电的运维与提升路径

一、引言

湖南省郴州市永兴县是个水资源丰富之地，具有悠久的小水电建设历史。虽然随着小水电的大力发展，使得当地的人民群众得以用上可靠的电能。但是在发展小水电的过程中也存在着很多的隐患，如：设备老化、人员素质较低、技术水平落后、管理不当等问题严重地制约着当地小水电的发展。研究永兴县小水电的运维现状及发展策略，不仅对提升该地区小水电的整体性能具有现实意义，并且可以为其他地区的建设和发展提供宝贵经验。

二、永兴县小水电概况与发展历程

永兴县位于湖南省东南部，地处湘江流域上游，境内河流众多，水势奔涌、落差大，具有开发小水电的良好条件；早期电站由于技术和资金的限制，大多采用简易设计和施工方式，在解决了生产和生活用电问题的同时也存在安全隐患大和效率低等问题；近几年来受生态流量约束、人工费用上涨及电价多年未上涨等影响，部分小水电站亏损严重（部分亏损面达 27% ）。目前，只有永兴一级、永兴二级等一些较大的电站通过技术改造已经实现了自动化控制和管理；但大部分小型电站只能实行半自动甚至手动的操作。整体来看，永兴县的小水电呈现出点多面广的特点，但在技术水平和管理层面仍有较大的提升空间。

三、永兴县小水电运维现状分析

永兴县小水电运维管理主要是由地方政府来进行监管的，每个电站会根据自身的规模以及特色来选择相应的管理方式，相对较大的水电站会设置有专门的运维队伍，负责日常的设备检查、维护和故障排除，采用信息化的管理系统来完成日常工作；小一些的水电站大多将运维工作外包给专业公司，可以减少公司的支出。

通过检查永兴县内多个小水电站的设备情况发现，大部分设备使用年限较长，存在一定的磨损老化现象，在部分较老电站中主力发电机组发电效率相对偏低、能耗较高；技术层面上虽然近几年得到一定的发展进步，但是和国内及国外相比还有较大的差距。例如，自动化控制系统的应用不够广泛，智能监测设备的缺失限制了故障预警能力的提升。

永兴县小水电行业专业技术人员较为缺乏，特别是缺乏高级技能人才，现有的工作人员基本上都没有经过专业的职业教育和技能培训，在面对工作中的复杂问题时难以应对。

四、改进措施与发展对策建议

4.1 SWOT 分析

优势（S）：水能资源丰富、电网接入条件好、民营资本活跃；

劣势（W）：规模小、设备旧、管理散；

机会（O）：省级试点政策、绿色金融工具、碳市场扩容；

威胁（T）：电价政策收紧、生态约束趋严、极端天气频发。

4.2“永兴模式”框架设计

总体思路

坚持“政府引导、市场运作、流域统筹、分级推进”，以“一个平台、两级中心、三种模式、四项机制”为核心，构建“数字孪生便江”小水电智慧管理体系。

一个平台：永兴县小水电智慧集控运维平台（以下简称“平台”）。

两级中心：县级主控中心+流域级前置站。

三种模式：政府托管、企业自营、合资运营。

四项机制：取水贷融资、生态电价奖补、容量补偿、风险共担。

4.3 技术架构

（1）感知层：为 63 座电站加装智能传感装置及智能巡检机器人，并能对水位、流量、振动、摆度、温度和视频等6 类数据每秒进行一次采集。

（2）网络层：利用电力专用通道（光纤）+移动5G 双链路的模式，对部分偏远站点采用北斗短报文回传的方案，确保通信用率达 299.5%

（3）平台层：在水电公司办公楼建集控调度中心，并且调度中心是架设于永兴县政务云上，“1+N”的微服务架构，“1+N”是指1 个数据中台，“1+N”为调度、安监、生态、电交易等N 个业务子系统。

（4）应用层：“永兴智水”app 平台将实现业主、银行、水利、应急、生态环境等五方在线协同。4.4 商业模式

政府以特许经营的方式向授予了20 年集控运营权，电站业主可以选择的合作模式有以下三种：

A 托管：签订 8—10 年物业合同，运维费用 0.018—0.022 元/kWh.B 合资：业主以资产入股，平台公司控股 51% ，利润按股比分成；C 代维：仅购买平台软件及技术服务，年服务费 3–5 万元/站。4.5 加强设备更新改造的策略

为应对设备老化的系统性难题，建议由政府与企业共同投入资金，成立专项更新基金，重点支持老旧机组的替换与淘汰工作。此外，还应积极推广新技术与新材料的应用，对现有设施实施增效改造与性能提升，从而延长其使用寿命，并实现运行效率的整体提高。以状态检修为主，计划检修为辅，做到“不失修、不过修”。 一体化后，运行与检修共享同一份实时健康档案，由运维中心把机组健康指数、流域来水、电价曲线同时输入 NSGA-Ⅲ 多目标优化器，自动生成“发电损失最小”的检修窗口，并设置“缺陷秒级推送”规则（运行值班员在 SCADA 上确认报警→智能工单 30 s 内生成→检修班组手机接单）。建立备品共享池，减少“等料停机”时间。

4.6 提升技术水平的途径

通过“增投入”、“引技术”多方面提高员工素质，同时，积极推动信息化建设进程，利用大数据、云计算、人工智能等现代信息技术优化生产流程和管理决策。

4.7 完善管理体制的方法

应更清晰地划分好各级政府间的职能分工，建立起常态化的跨部门协作工作模式；加强对企业的督导和指导服务工作，帮助企业做好内部管理工作，落实安全生产责任；加快推进行业标准体系建设，促进企业生产经营的规范化、标准化建设；尽快出台《便江流域小水电联合调度管理办法》，组建“水利+电网+生态环境”的联席会议制度，实现防洪、发电、生态、供水多目标协同。2026 年底前完成 L2级数字孪生流域建设，实现“来水-发电-下泄”全过程 4D 推演，为中长期气象-水情-电价联合优化提供决策支持。

五、结论与展望

通过对郴州市永兴县小水电运维现状的研究可以看出，目前该地区的小水电虽然取得了比较大的成绩，但也存在很多问题与困难；要想实现转型升级，需要由政府积极引导，并加大资金投入，引入先进的技术和管理经验以及培养更多专业技术人才，最终才能有效发挥好小水电的积极作用，为永兴县经济发展作出更大的贡献。

参考文献：

[1]杨志刚，张伟，李明.中国小水电发展现状及趋势分析[J].水利学报，2018（5）：678-685.

[2]王磊，赵静，刘洋.基于 BIM 技术的小型水电站运维管理系统设计与应用[J].水电能源科学，2019，37（4）：123-127.

[3] 湖南省水利厅. 关于加快推进小水电集约化物业化智能化发展的指导意见， 2024-06-24

[4] 郴州水利局. 郴州市小水电绿色转型实施方案， 2023-09.

作者简介：谢利群（1974.09-），男，汉，湖南郴州人，大专，二级电站生产办主任，研究方向：电力系统自动化运行与维护。