水电站运维一体化模式探讨

王伟 李谊斌

(中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450000)

电力体制改革带来电力行业投资主体多元化发展，使我国市场需求等方面发生巨大变化。水电站是将水能转化为电能的综合工程设施，传统水电站存在运行维护分离、规范化意识薄弱等问题。探寻适合中国国情的设备模式是水电企业急需解决的问题。随着梯级水电站开发，水电站运行逐渐形成一体化模式。水电站运维一体化模式可以减少工作人员的工作量，合理制订现场工作计划，在保证工作安全方面具有重要作用。随着水电技术的发展，很多水电站采用集中控制水电站群模式，现阶段水电站群集控模式研究重点在技术层面，尚未形成集控模式成熟技术匹配的组织标准，研究水电站运维一体化模式具有重要理论与现实意义。

水力发电是目前成熟的可再生能源发电技术，具有可靠性高等优点，开发水电能源是促进低碳经济发展的重要举措[1]。近年来，国家开始大规模流域水电能源开发，出现新型的水电站群开发模式，水电站群开发有利于相关资源有序开发综合利用，我国各流域水电站群在水能资源开发利用中发挥重要的作用。运维一体化模式是水电站群选用性能良好的机电设备实行远程统一，是在水电站群建设中出现的新型运作模式。

1.1 水电站运维分析

电是具有公用属性与服务性质的特殊商品，水力发电由于水是可再生资源相对环保，水电站是生产电能的工厂，利用水工建筑物蓄水等设施设备将水能转换为电能。我国水电站有许多不同的分类方法，依据利用水源性质分为抽蓄储能电站、潮汐电站；
按照水电站对天然水流利用方式分为蓄水式与径流式电站[2]。根据水电站装机容量分为大中小型水电站，中小型水电站是装机容量在10万kW以下的水电站。中国规定水电站分为五等，水电是目前最实际有效的可再生资源，水利发电具有运行经营灵活，设备装置使用寿命长等优点，中小型水电站主要缺点是建成后设备运维困难。

水电站运行设备是复杂的机电一体化系统，设备运维水平影响水电站的综合效益。目前，水电站设备采用传统专业分工模式，设备运行主要包括电站设备运行监控、设施巡检点检、技术台账录入等工作，设备维护包括清洁保养调整维修等。水电站运维模式是亟待解决的问题[3]。水电站设备经历事后维修预防与生产维修等阶段，最初的设备为事后维修模式，主要分为兼修与专修阶段。近年来提出状态预制维修，TPM 是以设备综合效率为目标，全体人员参与为基础的设备保养维修体制。国内水电站企业设备模式不断探索研究，大型水电企业占行业比重较小，水电主要包括三峡模式等。水电设备运行依据主体分为自运行与委托经营模式。随着电力市场的多元化发展，一些水电站进行无人值守职业化精益模式等。

1.2 水电站运维一体化模式

水电站为技术密集型建筑，传统运维模式将运行与维护分开，对设备结构性能等不熟悉，不能从根本上解决事故设备隐患。维修人员通常在设备出现故障后维修，导致设备运行时间短利用率低[4]。随着科技的发展，水电站形成运维一体化模式，实现无人值守节约大量资源。水电站运维一体化模式是将运行维护各项工作合理分工，统一形成集运行维护等一体的流程，保证水电站安全稳定运行。图1是集中控制模式结构示意图。

图1 集中控制模式结构示意图

运维一体化模式是企业内部对水电站运行监控统一，对设备运行及时调整，可以及时应对出现的突发事件；
设立维修班全天候对水电站运行检修，保证电网的安全稳定运行。运维一体化改善员工的思想观念，日常运行中可以预防故障，技术人员及时排除故障隐患，减少停运时间与设备维修成本。根据设备型号制定保养周期，结合实际情况及时调整。运维一体化模式鼓励全员参与设备改造活动，对工作中出现的问题及时分析提出创新性意见。企业内部建立学习型组织，让员工组织成员相互帮助发挥潜能，将创新思维转化为具体成果。水电站运维一体化模式具有提高设备利用率、精细化等优势。运维一体化模式注重对设备的优化改进，根据员工水平划分职责，要了解设备出现的问题及处理方法，提高员工对设备故障的判断力。

国家电力体制改革为水电企业带来新的机遇与挑战，随着我国电力竞价上网政策的实施，传统单一水电站模式弊端日益突出，水电站以个体形式向电网供电竞争力薄弱，建立水电站群此方案充分体现竞争优势。设备运维水平决定水电企业的安全生产与经济效益，单一水电站设备运维模式成熟，集群控制设备运维模式处于探索阶段，存在随机成效低、忽视设备现场等问题。研究建立设备运维一体化模式，对提高水电站集控发电生产设备水平具有重要意义。

2.1 水电站设备运维模式存在的问题

水电站运营工作包括综合保障、人力资源与生产运营等，生产运营包括安全计划运行与设备维护等工作。企业生产涉及日常生产活动计划的组织与控制，水电站生产运营具有原料产品单一、严格按调度计划安排生产、销售工作固定简单等特点。20 世纪初，我国建成首座石龙坝水电站后开启生产运营工作，国内水电站借鉴国外经验进行创新，提出实践多种新的生产模式，水电站主要包括远方集控、运维合一、集中检修等多种现代生产模式。

传统设备模式的水电站多建于电力体制改革前，由于历史原因机构庞大水平低，设备自动化程度不均匀，整体水平低。传统生产模式水电站职能部门机构臃肿，非生产人员配备过多，新员工进厂后技术水平提升困难。目前，中小型水电站设备模式存在范围狭小，设备运行维护工作独立成本高，工作流程复杂导致设备不能及时维护，员工凭经验工作现象严重，标准化有待加强；
水电企业设备人员工作内容单一，企业经营目标不明确；
绩效考核与激励机制有待完善，人员招聘与培训体系不健全，企业文化建设成效不明显。随着电力体制改革的深入，大部分水电站开始逐步进行改革精简机构，日益重视引进培养高素质技术人才，电站逐步采用新型生产模式。

2.2 水电站设备运维一体化问题解决思路

现阶段，我国多数新建水电站达到集群控制所需技术要求，许多老水电站运维一体化模式改造完毕，但由于受传统模式的影响，仍存在工作不规范、运维人员技术水平低、设备现场薄弱等许多问题。水电站设备现代生产模式包括流域集控，运维合一与远方监控等方式，生产包括运维与检修主要工作，不同生产模式具有各自优缺点，地区拥有多座电站发电公司技术力量较强，通常在中心城市设置集控中心集中控制，实现运维一体化，检修方面实现集中检修。

当前，我国大中型水电站群组织生产结构设计提出运维一体化模式、流程优化标准化、人才一专多能复合型等需求。水电设备运维一体化工作开展要设计集控设备运维专业化组织机构，专业化加快工作的规范化标准化，改善设备现场环境。中小型水电站设备运维需要考虑人员精简高效，用TPM理念方法建立标准化体系，设计运维一体化的集控模式，构建团队为主的人员考核培训激励机制，提高设备水平与人员素质。水电站设备运维一体化模式以保证站群安全可靠经济运行为流程目标导向，对水电站群开展实地调研，运用人因工程学相关理论，通过工作流程与岗位分析，构建适用的水电站群组织体系，从倒班模式、应急机制与激励考核机制等方面进行研究构建匹配运行机制。

电力体制改革要求逐步规范电力市场，用市场经济宏观调控电力资源，加速产业资源在市场竞争基础上的优化组合，为电站服务业的发展创造有利条件。随着电力体制改革方案的实施，各种资本进入水电市场，为水电企业发展委托服务外包模式提供新的机遇。传统水电企业设备模式机构复杂人员众多，设备规范化薄弱，以利润最大化为目标的水电企业必须降低成本，提高效率。水电站运行维护一体化模式实施要做好规划设计，结合实际情况加强重点环节。

3.1 水电站运维一体化模式组织设计

水电生产是流程型生产，人在发电生产过程中负责设备监控维护保养等工作，离散型与流程型企业流程面向客户，水电企业注重发电量，保障其运行过程的安全性与经济性。组织结构具有流程活动相互紧密关联，同流程活动要求知识技能纵向发展，注重生产过程的安全性等特点。水电站运维一体化组织设计是基于集控模式匹配组织结构过程，要整合设计水电站群的组织结构与岗位设置等内容，组织设计关键是要求集控中心与水电站运维分工，实现水电站安全可靠经济运行过程。建立完善的组织体系，构建符合集控水电站的组织体系。

企业组织要发展必须适应环境技术的变化，组织规模及结构特征因素要求建立相应的结构形式，企业集成组织结构设计因素包括战略文化与环境技术等。组织结构影响因素反映企业当前有关组织结构设计状况，企业组织结构设计不能兼顾所有影响因素，要分析对企业组织结构设计影响重要因素。以调研水电站群运维一体化组织结构设计为研究对象，构建集控水电站群组织结构设计影响因素模型。用模糊聚类分析法对各因素主次排序评价，研究表明层次、集全程度等因素影响程度最强，人员结构与企业文化对水电站集群组织结构影响程度较强。可根据影响因素的重要度排序结构规划集成组织结构改革方案，使设计组织结构与业务流程更好地进行集成。设计集控水电站群组织结构要遵循前瞻性、柔性结构与基于流程的原则。

水电站企业运维一体化组织结构设计要明确运作目标，在工作分析基础上进行设计。结合调研水电站群运维一体化需求分析，建议100 MW 以上巨型水电站群采取运维分开方式，大中型集控水电站采用运维一体化模式，建议设计运维一体化组织结构，编制说明书及工序卡等。运用ECRS 原则对流程合并简化，制定合理的流程标准，确定清晰的组织结构工作界面。流程主要内容按点检标准数对设备日常点检，填写点检记录将异常情况及时上报集控中心。集控中心在流程中主要责任是根据信息下达指令，电站职责是检查设备发现异常状态分析性质上报集控中心。设计集控水电站群组织结构类型为职能型，由于无法构建职业化团队无法实现站点快速处理缺陷等复杂问题，结合复合型员工培训要求，突出水电站现场运行较快决策执行效率。运维工作要体现连续等特点，需要融入横向团队因素，组建运维一体化专业团队[5]。

3.2 水电站运维一体化模式运行机制

机制是保证系统有序运行的程序，运行机制是系统要素相互作用联系制约的形式，是引导制约决策与人财物相关活动的基本准则。必须建立协调灵活高效地运行机制，企业运行机制内容有多方面，从信息机制、培训考核激励机制等方面对水电站运维一体化组织运行机制设计。集控水电站群设备运维专业化思路是对现有组织结构、流程进行优化；
利用保全转变员工思想，利用标准化方法规范备品备件，进行设备运维一体化，满足集控水电站群设备专业化发展需求。

集控水电站群设备运维专业化目标是保证设备运维科学化标准化，应结合水电站群发展现状与需求重新定位运维工作，重新规划工作职能与岗位设置，制定技术维护与操作标准等保证设备运维工作程序化。水电站运维一体化设备内容体系包括设备备件与文件规范化模块。水电站设备运维专业化应达到有形与无形的效果，通过综合考虑设备运维特点，成功实施运维一体化关键因素包括企业软环境、硬环境。硬环境指水电站实现运维一体化必须的集控技术要求，包括系统配置与技术有要求方面；
软环境指设备运维团队中具有良好工作氛围，企业应重视设备运维，关心员工成长与职业化教育等。设备运维一体化形成过程是水电站群5S 活动、专业保全活动等系统构建实施过程，人才培养等穿插于自主保全等活动中实施[6]。

水电站运维一体化模式实施包括提案活动与专业保全活动，大多数水电站设备现场以聘请外包清扫工作为主，员工很少参与设备现场工作，集控式水电站群旨在实现无人值守，水电站实施基于5S设备现场专业化非常重要。5S 活动是集控水电站群设备运维专业化的重要部分，为员工营造清新舒适的工作环境，通过开展5S 活动提高员工的素养，为设备专业化奠定基础。集控水电站群设备运维一体化模式将运维工作有效集成，以TPM 自主保全等为支撑，促进专业保全的顺利实施，加快水电站设备运维专业化模式的进程。水电站设备运维一体化为及时发现设备存在的问题，设备运维人员进行状态检查、故障处理等工作。

随着电力体制改革的深入，针对国内水电站现有组织结构混乱等问题，该文根据我国电力行业特点，利用TPM等工具对水电站设备运维模式进行研究，概述集控水电站群的内涵，设计面向集控水电站群的组织模式，明晰集控电站组织结构与职能，提出变革设备组织机构，实现运维一体化机制，建立标准化设备体制、岗位资格认证制度。在提高水电站水平、保证水电站群运行安全可靠性等方面呈现出显著效果。水电站运维一体化是新型的开发模式，要根据形势发展进行修正完善，不断提升水电站运维水平。