水电站远程集控自动化系统的应用研究

水电站远程集控自动化系统的应用研究

张晓丽

黔北水力发电总厂

【摘　要】在国家的大力支持下，近年来我国水电事业获得长足发展，水电站建设规模不断扩大，这就对水电站的综合管理提出了新的挑战。先进人类社会已经步入信息科技时代，信息技术在各行业的应用不断深化，基于计算机、信息技术等先进技术的远程集控自动化系统逐渐被引入到水电站管理中，并日益得到广泛的应用，极大地提高了水电站的管理效率与质量。本文先对水电远程集控自动化系统进行了该书，然后重点探讨了具体应用，以供实践参照与借鉴。

【关键词】远程集控自动化系统；水电站；应用

水电站是我国社会经济发展的基础保障，必须要保障其正常、有序和安全运行。传统的水电管理模式是以人力为主的，效率低，操作复杂，资源投入多。随着水电站建设规模的不断扩大，水电管理内容也变得越来越复杂和多样，如果单纯依靠人力进行管理，将难以适应当今水电站的发展。在水电站中应用远程集控自动化系统，将能对水电站进行集中统一管理，自动值守，实时监控、监督水电站发电情况以及设备运行情况，第一时间发现存在的不安全因素，科学、合理低发布相应的调度指令，较好地确保水电站安全、稳定运行。

　　一、水电远程集控自动化系统概述
　　（一）水电远程集控自动化系统构成
　　水电远程集控自动化系统是以计算机、信息、机械及自动化控制技术等为基础的，是利用现代化网络通信技术和计算机监控技术建立异地机组安全监控系统，其能对水电站中各系统的运行情况进行监控，实现对流域(或跨流域)梯级水电站群进行集中远程控制。集控中心是指挥部门，集控中心对调度指令进行统一接收和执行。各站均有一套完整的上、下位机及网络系统，通过网络与集控中心系统和电网调度进行数据通信。此外，系统还有综合数据平台、电能量采集系统、显示系统等。

（二）水电远程集控自动化系统运行模式

根据我国当前集控中心管理的实际情况，集控管理模式具体可分为如下两种：一种是调度中心和控制中心，这是一种初级模式。在这种管理模式下，调度中心的主要功能是对水电站的运行方式进行监控，负责辖区中负荷的分配以及电站的统筹运行。不同梯级水电站都拥有独立的控制功能，能够在调度中心的指挥下进行电网调度。控制中心主要是控制和监视流域水电站，具体负责负荷调整、开停机、运行监视等项目，协调电网调度机构的工作。二是运行管理中心，这是一种高级模式。在控制中心的基础上，运行管理中心整合电站水情自动测报系统、电能量收集和竞价系统、大坝监测系统、发电和检修计划决策系统等，集中对水电站进行优化控制、安全监视和统一管理。水电远程集控自动化系统利用计算机对水电站进行监控，能减少水电站对人力资源的依赖，能够实现无人值守或少人值守，从而提高管理效率，降低其运行成本。

（三）水电远程集控自动化系统的管理范围
　　水电远程集控自动化系统的控制范围根据用电需求，电网调度机构下达调度命令，各水电站在接收到指令后，开始执行机组启停动作。这一动作的实现是通过手动调整或自动调整实现的，主要目的是对有功功率进行适当调控，以此对发电机组的运行状况进行改变，指挥相应的泄洪闸门。具体监视范围包括各水电站的电气参数、发电设备以及发电机组的运行状态等，各个水库的水文数据、泄洪阀门与电力输送状况等。一旦发现异常情况，系统就会发出警告提醒工作人员，根据监控中心数据分析结果，就能快速、准确地判断故障具体位置，并及时进行应急指挥和操作，及时排除各环节中的异常情况。
　　二、水电远程监控自动化系统的应用
（一）完善水电远程监控自动化系统的配置

在进行水电站设计和建设过程中，要严格按照无人值班的要求进行电站的设计和建设，重点强化保护设备、励磁设备、调速设备的自动化建设工作；对于老水电站，要加强资源投入力度，结合实际积极做好设备的技术升级与改造，消除可能影响机组稳定运行的各类隐患，不断提高机组自动化水平。计算机监控系统中的通信设备、系统主机、交换机等，应当选择经过认证的产品，并进行冗余配置，供电方式选择双电源供电，以确保系统的正常运行。灵活调整监视画面，明确监控重点。建立冗余双通信通道，实时监控各个通道的运行情况，确保异常情况下，设备也能及时进行报警。以LCU为单位设置操作权，坚持限制优先的基本原则对设备进行控制。在进行多厂集控管理时，为控制调错画面选错对象的问题，应当安排不同的值班人员在不同的监控台位进行确认，并设置语音文字提醒。值班室内也要设置相应的守护人员，方便快速处理突发故障，以更好地提升安全生产水平，改善协调联系效率。

（二）集控中心与各水电站的通信
　　在具体的管理实践中，只有集控中心保持与各个水电站的顺利、有效的通信，才能实现远程控制和管理。系统中常用的通信通道主要有三种：一是电网专用通道，此为主要通信方式；二是电信网络通道，此为备用通信方式，如果主通道发生异常情况，该通道就会被自动启用；三是卫星通信，也为备用传输方式。这样，在进行通信过程中，结合实际情况能够自动进行通道切换，从而保证数据传输的安全性和可靠性。集控中心是客服端，其发送链接请求的同时，还会实时监控通信链路，出现异常情况后，就会立刻进行无扰切换并报警。

（三）集控运行管理的重点

集控运行工作重点是对负荷进行调整，监控设备的运行情况。集控中心控制策略主要是分层控制所有水电站，控制层主要包括调度层、集控层、现场层三个。在各水电站管理过程中，集控中心要对操作权和控制权进行明确区分，各控制层是由控制部门来开展管理的，而操作则是通过控制行为进行实现的。根据集控中心远离运行设备的实际情况，重点加工处理现场可直接感知的信息，如视频信息的备用监视、震动摆动信息、负荷波动检测等，为系统运行提供可靠的保障。在具体实践中，相关人员还要依据水电站的实际情况和需求，来不断优化控制模式，促进系统应用范围扩展。随着监控系统自动化水平不断提高，无人值守模式越来越受到推崇。为实现无人值守，要进一步简化监控内容，同时相关的计算内容也要添加到系统模块中，这样系统就可对各水电站机组流量情况、水位上升或下降情况等水情全面掌握，自动对信息数据进行计算和分析，全面、准确地反映出机组或设备的状况。随着系统应用范围的不断扩大，还需要及时修改相应的系统软件规范，特别是新建水电站可应用离线背靠背调试方式，将控制系统中与机组进行相接。若系统已投入使用，可在投运中集中改造数据软件，直接对机组进行修改或完善，并在线调试机组，完善数据库，以确保机组的正常运行。

三、结语

综上所述，在水电站运行过程中，应用水电远程集控自动化系统具有积极的价值意义，实现统一管理、远程指挥、调度以及监控，优化利用水库资源，减少发电成本，同时还能为利用水资源发电与调度执行提供有效参考依据，值得加以推广应用。

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