天荒坪水電站

天荒坪水電站位於浙江省北部安吉縣境內，下水庫坐落在太湖流域西苕溪支流大溪上。電廠接近華東網負荷中心，距上海、南京、杭州分別為175、180、57公里，離500KV瓶窯變電所34公里，地理位置優越，交通方便。總裝機容量為180萬千瓦，在同類電站中位列亞洲之首，世界第三。這樣一座完全工業化的隱沒於崇山峻岭之間的水電站，卻身兼二職，物盡其用，在規劃建設時同時被作為一個景區項目來開發，尤其是上水庫區，美其名曰“江南天池”，很快就成為天荒坪最靚麗的名片。

基本介紹

• 中文名：天荒坪水電站
• 地址：浙江省北部安吉縣
• 總裝機容量：180萬千瓦
• 開工日期：1992-6-1
• 竣工日期：2000-6-1
• 發電量：31.60億千瓦時
• 年抽水耗電量：42.86億千瓦時

規模

天荒坪水電站地圖

位置：浙江省安吉縣境內，距上海175km、南京180km、杭州57km

壩型：上水庫 瀝青混凝土面板堆石壩 最大壩高：72米

天荒坪水電站

下水庫 鋼筋混凝土面板堆石壩 最大壩高：92米

總裝機容量：180萬千瓦

發電量：31.60億千瓦時

年抽水耗電量：42.86億千瓦時

上水庫庫容：885萬m³

下水庫庫容：877萬m³

最高負荷：3536萬千瓦

峰谷差：1232萬千瓦

開工日期：1992-6-1

竣工日期：2000-6-1

承建單位：水電一局，六局，十四局

電站規模：大型

主要作用

水電站剛於2002年建成使用，總裝機容量為180萬千瓦，在同類電站中位列亞洲之首，世界第三。與我們平時熟悉的水電站有所區別的是，該電站為抽水蓄能電站。屬日調節純抽水蓄能電廠，年發電量31.60億千瓦時，年抽水耗電量42.86億千瓦時，下水庫庫容877萬m³，上水庫庫容885萬m³。調節性能方面，根據華東電網網內計畫，2000年華東電力系統最高負荷達3536萬千瓦，峰谷差1232萬千瓦，缺少調峰容量約500萬千瓦。

天荒坪水電站

天荒坪風光游以天荒坪抽水蓄能電站為主景區。水電站於2002年建成使用，在同類電站中位列亞洲之首，世界第三。與平時熟悉的水電站有所區別的是，該電站為抽水蓄能電站。天荒坪水電站就利用這部分價錢相對低廉的電力，在晚上時間將水從下水庫抽到與之落差近600米的上水庫，將電力轉化為勢能蓄存起來。到白天的時候，再將水從上水庫放下來發電，並融入華東電網，從而既解決了白天電力供應不足的困難，又利用晝夜電力的差價創造了巨大的經濟價值。

閉環管理

當杭州的氣溫達到了40.3攝氏度時，刷新了1951年以來杭州氣溫的最高歷史記錄。高溫直接導致的是供用電形勢吃緊。杭州電網用電尖峰時段的電力缺口達到100萬千瓦，出現了嚴重的拉限電現象。僅1994年7月25日一天，杭州電網就被迫拉電464次，杭州市區拉電達到102次。“電力熱線95598幾乎被打爆，在杭州市市長熱線12345收到的電話中，關於停電投訴的內容也高居榜首。”

萬千瓦左右的用電缺口在一天內，華東電網的峰谷差達到30%左右，就是說，如果華東電網最高用電負荷達到5000多萬千瓦，它的最低用電負荷只有3500萬千瓦左右，之間有1800萬千瓦的負荷需要減掉，否則電網就會出現供需失衡。由於電網供需失衡，周波嚴重下降。引起了大面積的停電。

基於以上原因，天荒坪抽水蓄能水電站每天早晨8點到8點半工作例會的氣氛變得越來越嚴峻。因此，管理必須是一個閉環。

調節

1994年3月1日正式動工的天荒坪興建於總體缺電的年代，由於它的耗電量和發電量之比為4：3，也就是“用4度電發3度電”，因此在興建之處頗引起了一番爭議。但是到2000年12月正式完工之時，華東電網的調度已經充分體會到了它的好處。修建天荒坪抽水蓄能水電站的最主要的動因是對華東電網進行調節：在用電高峰期，水電站山頂的水庫放水，水從高處落入山腳的水庫產生勢能發電，補充華東電網所需。等到用電量下降，為了維持電網供需平衡，必須降低負荷，調節電網峰谷差。由於華東電網中火電發電占到了總體發電的92%，那些在用電高峰滿負荷運轉的火電機組如果要停機或者減產，煤耗和起停損耗太大。因此天荒坪水電站的作用就顯現出來——它可以將水從山下水庫抽回山頂水庫，這樣就消耗掉了多餘的電能。

天荒坪水電站主機房

另外，因為水電機組開機速度快（2分鐘可以達到滿負荷運轉），廠網分離後，作為少數留在華東電網公司里的水電站，天荒坪實際上還承擔著事故備用的職責。因此一旦華東電網的火電廠發電機組發生事故，或者長距離輸電發生故障，包括對電網進行調頻調相，天荒坪水電站都可以立刻投入使用。

從2003年7月開始，由於華東電力吃緊，天荒坪的6台30萬千瓦機組全面運轉，每台機組每天要經歷兩次抽水三次發電：早上7點左右開始從水庫放水發電，那是人們開始上班的時候，用電量逐漸達到高峰。到中午有一次停機，因為那是午休時間，用電量有所回落。從下午開始繼續發電到五點左右，這時候正好面臨市民下班，用電量又有所回落，於是停機然後開始抽水。到7點，居民陸續回到家中打開電視空調，用電高峰再次到來，水庫放水發電到夜晚12點左右，那時候用電量進入一天的最低谷，天荒坪水電站便停機一直抽水到第二天7點。

如此頻繁的反覆啟停，對於發電廠設備維護和維修的要求之嚴格可想而知。在這個時候，安全生產成為馮伊平和他的同事們的頭等大事，他們每天早晨的例會所討論的內容多半有關於此。把頭天發生的設備和管理缺陷瀏覽一遍。馮伊平把他們的管理方法稱為“缺陷管理”。早上的工作例會中至少要從頭一天出現的問題中提出5到10項比較重要的缺陷進行討論，並且提出解決辦法。

閉環

所謂的閉環管理指的是，一個問題發生，只有進行了有效解決後，才能算是功德圓滿。閉環管理的目的是要絕對避免一個故障出現，解決問題時互相推諉以致不了了之的情況發生，最大限度地排除事故隱患。

閉環管理是建立在天荒坪水電站所採用的MRO企業資產管理系統（EAM）之上：電站是發電的，而電要承載在電力設備上運行。可想而知，在電力行業內，即使描述庫存也是針對電力行業設備，這些電力設備就是企業資產。作為一個資產密集型企業，它的資產絕大部分是固定專用設備，只有更新，幾乎不能變遷或使用到別的地方。對於水電站的所有設備來說，廠家不同，品牌不同，包括編碼方式和操作習慣都是不一樣的。以前各個專業各自有維修和維護的方法和流程，這樣一來，實際上是形成了“信息孤島”。庫存無法統一調配，設備的維修要依靠各人經驗和手寫的工單，遺漏和失誤時有發生。設備的不穩定曲線被稱為“浴盆曲線”，在套用的初期和後期是故障高發段。設備的維修記錄如果不妥善保存，維修人員調動時，他的繼任幾乎很難對設備的整體情況和過往歷史有了解，維修經驗和安全經驗也很難傳承，犯的錯誤也往往是重複性的。

作為一個管理系統，EAM基本上解決了維修、庫存、工具管理、設備管理等一系列問題：這些模組運行在一個統一的平台上，機器和零件的編碼全部統一錄入資料庫。所有設備的檢修工作和安全措施在此之前統統梳理一遍，變成標準流程納入資料庫，作成標準工具包。工具包對於標準流程，關鍵的質量和安全檢驗點有嚴格限定。設備的故障和維修過程中產生的經驗也要用標準形式記錄到工作包里去，作為有益的補充被傳承和學習。設備的維修記錄是完整和標準的，數據積累到一定程度，系統對於備品備件的最低庫存會有一個基本判斷，一旦庫存低於標準，會自動生成採購警告。又因為採購變得透明，最低庫存也可以讓資金的占用率大大降低。因此在高峰期，所有電廠都會滿負荷甚至超負荷運轉。到那時，或許規範管理和系統的套用會讓電廠最大限度地發掘出應有的潛能。

聯網運作

水電站擁有6台30萬千瓦立軸可逆式抽水發電機組，總裝機容量達到180萬千瓦。該水電站不僅是中國已建和在建的同類電站中單個廠房裝機容量最大、水頭最高的一座，也是名列世界前茅的抽水蓄能電站。

無線組網

考慮到實際情況，如果利用交換機來擴充信息點，不利於後期管理維護且容易造成網路癱瘓。同時，辦公室已經裝修完畢，人員也都已入駐辦公，如果重新布線，勢必影響到已有的裝修和日常辦公。因此，華東天荒坪抽水蓄能有限責任公司負責人決定採用無線網路技術建設外網系統。同時，為確保外網的安全性和可管理性，公司希望客戶端必須通過認證後才能上外網，並且要綁定認證的用戶名、密碼、IP和MAC等信息。此外，還要求能夠使用多條外網鏈路，並可對用戶的頻寬流量等進行控制，對P2P等非業務套用進行限制，以保證外網暢通。

天荒坪水電站

在對眾多方案進行綜合考量後，水電站最終選擇了D-Link的無線整體解決方案，為其實施網路系統的規劃改造。在位於安吉縣天荒坪水電站和杭州市天池賓館兩地的辦公區域部署了40多台分散各處的無線AP設備，並通過無線交換機實現兩地的統一管理、配置和認證，滿足了兩地500～600名辦公人員的無線網路覆蓋需求。同時，在核心交換機與防火牆之間架設一台認證計費網關設備作為無線接入用戶的身份認證，並對網路整的出口流量進行最佳化。針對網路的安全性，D-Link通過一套整合了防火牆、負載均衡、區域聯防、內容過濾、DoS防護及VPN遠端安全連線功能的DFL-1600防火牆系統，它與D-Link交換機進行聯動安全處理，將有效保障系統的安全性。

設備搭配

水電站整體解決方案的另一個特性是所採用的網路設備兩兩搭配分別實現無線、認證和安全功能。具體來說，整套方案套用了無線交換機DWS-3024和DWL-3500AP瘦AP組建無線網路，利用DSA-4000寬頻接入網關和DRS-5000認證系統配合實現統一認證，通過DFL-1600防火牆和D-Link交換機的無縫整合更好地實現網路安全的聯動預警。

這種搭配使用的方式集合了不同設備之間的優勢功能，能夠更好地滿足用戶需求。通過DSA-400與DRS-5000配合使用，用戶只需要一套賬號/密碼，就可以接入網路和使用外網的共同認證和相關限制，並且在未來設備更換時不會有兼容性的問題。另外通過DSA4000還可以實現客戶端的自動發放，便於使用和後期維護工作。

方案實施後，水電站負責人認為，套用D-Link無線整體解決方案在實施中節省了大量的資源和時間，由於非認證用戶無法使用外網，有效控制了使用外網的電腦數量，並且限制了每位用戶使用網路的上下行頻寬，使得網路頻寬得到合理有效地利用。此外，防火牆和交換機的區域聯防功能有效地隔離了受感染的電腦，防止了惡意數據流的蔓延，杜絕了網路出口被病毒等惡意數據流堵塞的情況。