裝機容量很小的水電站或水力發電裝置。世界各國對小水電沒有一致的定義和容量範圍的劃分界限。即使同一國家，不同時期，標準也不盡相同。一般，按裝機容量可把小水電劃分為微型(micro)、小小型(mini)和小型(small)3檔。
基本介紹
- 中文名：小水電
- 外文名：small hydropower
- 類別：水電站
- 中國標準：501～25000kW（1990年）
- 聯合國：1001～10000kW(1980年)
- 最早出現：19世紀晚期至20世紀初
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特點
小水電和大中型水電站一樣，都是水力發電，但它不是小型化的大水電。小水電本身具有一系列特點，如：①分散性，即單站容量不大，但其資源到處存在;②對生態環境負影響很小;③簡單性，即技術是成熟的，無須複雜昂貴的技術;④當地化，即當地民眾能夠參與建設，並可儘量使用當地材料建設;⑤標準化，即較易於實現設計標準化和機電設備標準化，以降低造價、縮短工期。小水電的規劃、設計、施工、設備製造和運行管理要適應這些特點，方能達到技術先進、運行可靠、投資經濟和成本低廉。
發展
“十一五”期間，小水電新增裝機容量突破2000萬千瓦，2010年末總裝機達到5900多萬千瓦；年發電量由2006年的1361億千瓦時增加到2010年年末的2044億千瓦時。5年累計解決了88萬無電人口用電問題，戶通電率由2005年的98.7%提高到2010年的99.75%。2011年中央一號檔案明確提出，在保護生態和農民利益前提下，加快水能資源開發利用，大力發展小水電，完善小水電增值稅政策。“十二五”期間，國家將繼續開展水電新農村電氣化縣建設。規劃建成300個水電新農村電氣化縣，新增小水電裝機容量515.6萬千瓦，人均年用電量和戶均年生活用電量在2010年的基礎上增長25%以上。“十二五”是加快民生水利發展的關鍵時期，也是小水電發展的機遇期。
容量規模
國際定義
其裝機容量規模因各國國情而異，如美國的小水電定為裝機容量15000kW及以下，日本、挪威為10000kW及以下，土耳其為5000kW及以下。1980年10月17日至11月 8日在中國杭州和菲律賓馬尼拉召開的第二次國際小水電技術發展與套用考察研究討論會，建議對小水電的規模作以下定義：小水電站為1001～12000kW，小小水電站為101～1000kW，微型水電站為100kW及以下。
中國定義
中國的小水電在現階段是指由地方、集體或個人集資興辦與經營管理的，裝機容量25000kW及以下的水電站和配套的地方供電電網。
中國規模
中國在1986年規定，單站容量25000千 瓦以下的水電站均可按小水電政策建設和管理。中國小水電資源豐富，共有15億千瓦，其可開發資源為 7000萬千瓦。中國的小水電建設成績居世界之冠。
1991年末有小型水電站54660座，裝機容量為1385.3萬千瓦，年發電量373.27億千瓦·時。
1991年全國建有小水電的縣共1628個，占縣級行政區劃總數的68 %。全國主要由小水電供電的鄉鎮有2萬個，占鄉鎮總數的36%。
歷史沿革
世界
世界上水力發電是從小水電站開始的。很多歐美國家在19世紀就開始小水電站的建設。1878年法國建成世界上第一座水電站。美洲最早的水電站建於美國威斯康星州，於1882年9月開始發電，裝機容量25kW。
20世紀30年代，由於大中型水電站和電力事業的發展，許多國家出現關閉小水電站或縮減小水電站數量和裝機容量的現象。美國從1930～1970年關閉了3000座小水電站。法國從1963～1975年小水電站的發電量減少了78%。蘇聯在1960年以後，小水電站的座數和裝機容量都在下降。
到70年代後期，由於世界性石油價格上漲，出現能源危機，許多西方國家對小水電重新關注，開展了一系列勘測設計和科學研究工作。美國對已關閉的3000座小水電站進行了調查和登記，並對近5萬座未設水電站的大壩進行了研究。這些壩如全部建設水電站，總裝機容量可達1億kW，其中1600萬kW屬於小水電站。
70年代以後，世界各國的小水電有不同程度的發展。1977年法國有 978座容量小於10000kW的小水電站，總裝機容量49萬kW，年發電量18億kW·h；瑞典有小水電站1050座，裝機1350台，容量55萬kW，年發電量20億kW·h；日本有小水電站1350座，裝機容量700萬kW，占全國電力總裝機容量的6%。
中國
中國大陸第一座水電站是1912年在昆明建成的石龍壩水電站。這個電站從滇池出口處的螳螂川引水發電，初期裝機容量為2×240kW，後經逐步改建，1958年擴建為2×3000kW。1949年，全國500kW以下的小水電站有33座，裝機容量3634kW（不包括台灣省）。
中華人民共和國成立後，隨著社會主義建設事業的發展，小水電發展較快。在50年代，500kW及以下的水電站通稱為小水電。因當時工業基礎薄弱，多數小水電採用簡易的木製或鐵制水輪機，配以由電動機改裝成的發電機，通過低壓線路向附近的農村提供照明，平均每年新增裝機容量1.5萬kW。到60年代，全國已有專業製造中小型水輪發電機組的工廠10多家，生產能力提高，平均每年新增裝機容量5.8萬kW。到70年代，小水電的單站容量擴大至12000kW，專業製造廠增至60餘家。
逐步聯成地方小電網，進行集中調度。地方小電網的電壓等級增至35kV，開始向工農業生產供電，平均每年新增裝機58萬kW。1979年一年新增小水電裝機 112萬kW。到80年代，小型水力發電設備製造廠已有近百家，年生產能力達到 100萬kW。同時自動化水平也在不斷提高。小水電的裝機容量按國家計委規定，擴大至25000kW。一些地區開始用110kV高壓線路聯成該地區的地方電網，實行分級管理，互通有無，調劑餘缺。
截至1987年底，全國小水電共有63254座，裝機容量1110萬kW，占全國水力發電總裝機容量的1/3；1987年發電290億kW·h，年利用小時2.744h，比1980年增加700h。在小水電中，500kW以上的骨幹電站共有4585座，其裝機容量占2/3以上，發電量占80%以上，在地方電網內擔負著重要作用。
在全國小水電供電區內，擁有：10kV以上高壓線路68.5萬km（其中110kV輸電線路7420km，35kV線路67476km），低壓線路149.3萬km；110kV變電站155座，35kV變電站3027座，3～10kV配電變壓器45萬台。小水電較多的省為廣東、四川、湖南、福建等省。
資源分布
資源分布
從資源的分布看，長江以南雨量充沛，河流陡峻，水力資源豐富，是開發小水電的重點地區。黃河與長江之間，小水電資源主要在大別山區、伏牛山區、秦嶺南北、甘肅南部和青海省的部分地區。新疆、西藏的喜馬拉雅山脈，崑崙山脈及天山南北、阿爾金山南麓為小水電資源比較集中的地區。華北及東北的小水電資源主要集中在太行山、燕山、長白山及大興安嶺等地區。
資源豐富
中國小水電資源豐富，據初步調查，理論蘊藏量有15億kW，可開發的資源為7000萬kW。到1987年底，已開發15.8%，潛力很大。在全國2300多個縣中，有1104個縣的可開發資源超過1萬kW，其中471個縣的可開發資源為1～3萬kW,499個縣為3～10萬kW，134個縣超過10萬kW。
資源特點
小水電資源的特點是主要分布在遠離大電網的山區，所以它既是農村能源的重要組成部分，也是大電網的有力補充。
主要設施
水輪機
電站設備的標準化和系列化。中國小型水輪機分500kW以下和500～10000kW兩部分。主要機型有反擊式和衝擊式兩大類。反擊式又分為軸流式、混流式和貫流式。衝擊式又分為水斗式、斜擊式和雙擊式。貫流式水輪機又分為全貫流和半貫流式。半貫流式水輪機常用燈泡貫流式機組與軸伸貫流式機組。共有轉輪系列21個，機組品種85個。
發電機
中國小型水輪發電機多數為同步發電機，異步發電機使用較少：額定頻率為50Hz，功率因數為0.8。320kW以下小型水輪發電機的額定電壓為400/230V;500kW以上水輪發電機，額定電壓一般為3.15kV或6.3kV。
調速器
調速器已定型，有特小型系列，包括TT-35、TT-75、TT-150及TT-300，為液壓、電動操作，通流式。小型系列有XT-300、XT-600、XT-1000，為壓力油箱式。電子液壓式調速器也已開始製造使用。
勵磁系統
勵磁系統早期多使用直流勵磁機，現已廣泛使用半導體勵磁裝置、無刷勵磁裝置。
水工建築
中國小水電規模較小，工程比較簡單，建設工期短，收效快。在建設中因地制宜，就地取材，儘可能利用當地材料。小型攔河壩採用土壩、堆石壩、漿砌石壩，砌石拱壩、 砌石連拱壩、雙曲拱壩、混合壩、碾壓混凝土壩等。壓力水管採用木製水管、鋼筋混凝土管、預應力鋼筋混凝土管、鋼管等。修建小型調節水庫，淹沒面積少，移民較少。
中國政策
中國對發展小水電的政策是：
①實行大、中、小並舉，全面規劃，綜合利用，合理開發。
②實行統一規劃，集中調度，分級管理，地方為主，縣為經濟實體的管理體制。
③自建、自管、自用。
④建設資金主要由地方和民眾籌集，實行以電養電，即小水電的發電 、供電利潤不納入地方財政，全部用於小水電的建設和改造。同時，對小水電給予扶持，如貸款優惠和在一定時期內減免稅收。
⑤電站建設因地制宜，按規模分別由省、地、縣審批，鼓勵自製水力發電設備。
⑥併入國家電網後，小水電的所有權和管理權不變。
發展情況
可再生能源
小水電從容量角度來說處於所有水電站的末端，它一般是指容量5萬千瓦以下的水電站。世界小水電在整個水電的比重大體在5%-6%。中國可開發小水電資源如以原統計數7000萬kW計，占世界一半左右。而且，中國的小水電資源分布廣泛，特別是廣大農村地區和偏遠山區，適合因地制宜開發利用，既可以發展地方經濟解決當地人民用電困難的問題，又可以給投資人帶來可觀的效益回報，有很大的發展前景，它將成為中國21世紀前20年的發展熱點。
鼓勵開發
世界上，許多開發中國家都制訂了一系列鼓勵民企投資小水電的政策。由於小水電站投資小、風險低、效益穩、運營成本比較低，在國家各種優惠政策的鼓勵下，全國掀起了一股投資建設小水電站的熱潮，由於全國性缺電嚴重，民企投資小水電如雨後春筍，悄然興起。國家鼓勵合理開發和利用小水電資源的總方針是確定的，2003年開始，特大水電投資項目也開始向民資開放。2005年，根據國務院和水利部的“十一五”計畫和2015年發展規劃，中國將對民資投資小水電以及小水電發展給予更多優惠政策。中國小水電可開發量占全國水電資源可開發量的23%，居世界第一位。
發展趨勢
世界上小水電的發展趨勢是：
①對過去認為開發不經濟的壩址重新估價，增加水能效益。
②從綜合利用的角度去研究開發水力資源。
③改進設計與施工組織，降低小水電的造價。
④廣泛利用現有的水庫和大壩，以及供水、輸水系統中的水力資源修建小型水電站。
⑤改造現有水電站，使充分發揮效益。研究恢復條件較好、已關閉的小水電站。
⑥ 500kW以上的骨幹電站將逐年增加，100kW以下的微型電站將逐年減少。
⑦統一設備標準，實現小水電站的自動化。
問題展望
發展與管理同步
中國許多遠離大電網的山區，只有利用當地豐富的水力資源，發展小水電，改善人民生活，解決農副產品加工和鄉鎮企業、縣辦工業及其他方面的用電需要。不少山區貧困縣把發展小水電作為解決增產糧食與脫貧致富的一項重要措施。小水電的在建規模與投產容量將會出現持續增長的局面。
提高安全可靠性
中國小水電的裝機利用小時從1979年的 1900h提高到1987年的 2744h，平均每年提高100h，四川省的裝機利用小時達3800h。因此，必須加強管理，不斷提高效益。在技術上要加強小水電設備的試驗研究，逐步提高自動化水平，使運行安全可靠。
提高設備質量和效率
研究試製貫流式、燈泡式等水輪發電機組和抽水蓄能機組，建設小型抽水蓄能電站，提高小型水輪發電機組的質量和效率。
加強技術培訓
加強職工培訓，提高運行人員的技術業務水平。
