綜合自動化在小水電站中的應用

楊瑞峰

(甘肅省疏勒河管理局,甘肅玉門 735211)

綜合自動化在小水電站中的應用

楊瑞峰

(甘肅省疏勒河管理局,甘肅玉門 735211)

科學在發(fā)展,社會在進步。越來越多的新技術(shù)被運用到新的領(lǐng)域。綜合自動化在小水電站的應用已成為現(xiàn)代化管理的必然選擇。綜合自動化的在小水電站中應用,可保質(zhì)保量的完成小發(fā)電站的發(fā)供電任務,為工作人員提供便利,縮短電能生產(chǎn)時間,拓展市場競爭能力。總之,將綜合自動化運用到小水電站中既是對科學技術(shù)發(fā)展成果的充分肯定,也是推動水電事業(yè)開創(chuàng)新紀元的又一偉大見證。

綜合自動化 小水電站 系統(tǒng)概況 技術(shù)支持

1 小水電站的發(fā)展前景與趨勢

小水電站是小型水電站的簡稱。第一座小水電站位于昆明石龍壩，其裝機容量為1001～12000kW。而據(jù)《2013-2017年中國小水電行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》[1]的數(shù)據(jù)得知，“十一五”期間，小水電新增裝機容量已突破2000萬千瓦，2010年底總裝機量達到5900多萬千瓦，年發(fā)電量增至2044億千瓦時。5年解決無電可用問題累計達88萬人。2011年中央一號文件中曾明確指出，在不破壞生態(tài)環(huán)境、不損害農(nóng)民利益的條件下，加大力度開發(fā)利用水能資源，提倡改造現(xiàn)有、研究恢復條件較好的小水電站。繼“十一五”之后，“十二五”成為發(fā)展民生水利關(guān)鍵階段，為小水電發(fā)展提供機遇。

隨著小水電站的數(shù)量增多、規(guī)模增大，其運行與管理就成為一項艱巨任務。在國家鼓勵建設開發(fā)小水電站的大前提下，將綜合自動化應用在小水電站中，解決上述問題，是毋庸置疑的。然而，應用在小水電站的綜合自動化的時機還未成熟，技術(shù)還略顯稚嫩。大多數(shù)的小水電站建設在偏遠山區(qū)，很多優(yōu)良技術(shù)不能夠被運用，可利用資金有所限制，在建造的時候，力求物美價廉，控制方式普遍為傳統(tǒng)模式，操作方式繁冗且維護過程困難。若想將綜合自動化成功應用在小水電站中，就要基本解決上述問題。

2 小水電站綜合自動化的發(fā)展及配置

小水電站綜合自動化處于迅速推廣的發(fā)展階段。為客觀了解水電站綜合自動化的應用情況，深圳市國電旭振電氣技術(shù)有限公司曾成立專門的調(diào)查小組，選擇對湖南進行實地調(diào)查，共22座水電站。這些水電站基本建于90年代末，總裝機從400kW到4000kW，主要分布在山區(qū)，通往水電站的大多為坑洼的田間小路，周圍無人家居住。這些水電站總投資少，自動化元件投入資金有限。據(jù)調(diào)查結(jié)果反映，所調(diào)查的小水電站全部基本無自動化功能，全部采用手動常規(guī)控制設備，且設備老化嚴重，部分水電站已影響正常供電。而水電站實現(xiàn)自動化的目的是：提高發(fā)電質(zhì)量、經(jīng)濟運行水平、安全運行水平及勞動生產(chǎn)率[2]。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)是小水電站實現(xiàn)綜合自動化的基礎(chǔ)，對整個小水電站從測報水文，公用設備、輔助設備、機組的啟停、控制和工況監(jiān)視，分配負荷，直到輸電路線運行的全過程，皆可自動控制，并可及時準確的和上級部門進行匯報、溝通等全方位自動檢測。

3 計算機監(jiān)控系統(tǒng)概況

在小水電站綜合自動化的應用中，采用的監(jiān)控模式一般是計算機監(jiān)控與常規(guī)監(jiān)控相輔相成的模式。計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可基本分為集中式和分布式。集中式結(jié)構(gòu)的監(jiān)控任務全部由一臺計算機承擔，可靠性較差。而分布式可分為全分布式和分層分布式。將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫信息分布到節(jié)點上，降低節(jié)點故障對系統(tǒng)的影響，提高可靠性和可擴充性的全分布式，由于投資大，系統(tǒng)復雜而不能成為小水電站的最佳選擇。將與全系統(tǒng)性質(zhì)無關(guān)的功能放在底層實現(xiàn)，縮短控制過程的時間，減少傳輸?shù)男畔⒘浚瑸榭刂浦行臏p負的分層分布式，在系統(tǒng)某部分出現(xiàn)故障時而不影響整體的正常工作，具有較高的可靠性、靈活性，綜合而看，分層分布式可成為小水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的最佳選擇。

4 綜合自動化的技術(shù)支持

要想讓綜合自動化系統(tǒng)安全可靠的運行，就必須擁有一套健全的網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)。在小水電站內(nèi)，主控層工作站和值班員工作站通常用工業(yè)以太網(wǎng)連接。梯級水電站主、分通訊工作站，擁有專用通道進行通訊，將分站信息和數(shù)據(jù)上傳到主站，有利于實現(xiàn)實時監(jiān)控。通訊工作站利用電力載波把信息及計劃上報給調(diào)度，方便調(diào)度統(tǒng)一調(diào)配發(fā)電計劃和防洪。

監(jiān)控系統(tǒng)軟件、操作系統(tǒng)軟件、工作軟件和應用軟件共同組成了綜合自動化軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)各種復雜的管理工作等。高可靠性、簡便的人機界面、便捷移植性、良好通用性是操作系統(tǒng)軟件的基本要求。中文版的Windows NT軟件是小水電站綜合自動化常用的操作軟件。目前，小水電站自動化中的工具軟件普遍采用3D圖形軟件、Intellutionfix開發(fā)工具軟件和PLC編程工具軟件[3]。

綜合自動化在小水電站中的應用是科技發(fā)展的歷史必然，開拓新的技術(shù)領(lǐng)域有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，讓環(huán)境、資源、社會更加美好。

[1]《2013-2017年中國小水電行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》前瞻產(chǎn)業(yè)研究.

[2]張巍,徐錦才,徐國君,等.水電站實時監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化設計[J].小水電,2004(4):38-43.

[3]李征宇,于碩.PLC與組態(tài)軟件在水電站中的應用[J].基礎(chǔ)自動化, 2002,7(1):54-56．