淺析未來水電站運(yùn)營管理的方向

張利

（華自科技股份有限公司 湖南長沙 410000）

淺析未來水電站運(yùn)營管理的方向

張利

（華自科技股份有限公司 湖南長沙 410000）

在20年前，我記得有位老師曾對我們講過，未來我們將進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)信息時代，我們買東西都可以不出門，做很多事情都可以直接用計算機(jī)來操作。在那個落后的年代，大部門人們之間的聯(lián)系還是靠寫信，電腦對于我們來說見都沒見過的年代。老師對我們講的這些，我還覺得這只是個概念，是個遙遠(yuǎn)的夢。但就是這些當(dāng)時我們還覺得很遙遠(yuǎn)，想著不太可能的夢想，隨著科技的發(fā)展，淘寶、京東、亞馬遜等電子商務(wù)的興起，實(shí)現(xiàn)了不出門就可以買東西的夢想；自動化的興起，很多工作我們可以通過計算機(jī)去控制機(jī)器操作了。也就是20年的時間這些構(gòu)想還真的都實(shí)現(xiàn)了，并且在現(xiàn)在已經(jīng)普遍得不能再普遍了。這就真的驗(yàn)證了一句話，“沒有做不到的，只有想不到的。”并且之前想的一些超前的想法，往往到最后成為了社會發(fā)展的一種必然趨勢。

水電站運(yùn)營；遠(yuǎn)程監(jiān)控；無人值守

1 工業(yè)界控制的發(fā)展

我們縱觀整個工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展，從最開始純手工操作開始，那時候工業(yè)非常落后，做一件簡單的事情，需要大量的人力投入，勞動強(qiáng)度大，危險性大，而且效率低下。舉個我們生活中最常見的例子，就說我們建房子吧，不說很遠(yuǎn)，就從80年代說起，那時候人們建一棟樓，從打地基開始完全靠人工去挖，砌墻什么的，材料都是靠人工挑上去。那個時候建的樓一般都不高，大部分都是七層以下。人力投入巨大，而且工期非常久，出安全事故的機(jī)率也比較大。在那種落后的年代，想建一棟30多層的樓，還真的不是那么容易。我們看看現(xiàn)在，隨便建棟樓都是幾十層，并且速度之快，人們是可以看得見的，投入的人力也不是很多。一些繁重的工作都有機(jī)器代替了。和水泥有攪拌機(jī)，運(yùn)輸有攪拌車載重車以及工程電梯，輸送有輸送泵。吊裝有吊車。挖地基有挖倔機(jī)與打樁機(jī)。大部分耗時，且繁重的工作都讓機(jī)器去做，不僅效率高，而且也安全。并且要建個什么摩天大廈也不再是什么難事了。

2 中小型水電站以前運(yùn)行管理狀態(tài)

我們不談很遠(yuǎn)，就談?wù)勗?0年代之前修建的電站，那時候的電站還談不上很落后，至少也進(jìn)入了電氣控制時代。電站的控制及保護(hù)全部由繼電器接觸器還實(shí)現(xiàn)控制，自動化程度低下。出現(xiàn)故障后查找故障非常困難。所以那時候的電站工作人員都是特別多的。自動化程度低，那么就自然要多一些人力來補(bǔ)充他的不足。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以前很多國有電站人力成本的負(fù)擔(dān)慢慢開始凸顯出來了。甚至有些電站連職工工資都發(fā)不出，談什么盈利。這就是之前自動化程度低下留下的后遺癥。

3 中小型水電站自動化目前運(yùn)行模式

進(jìn)入90年代，慢慢的電站開始實(shí)現(xiàn)了少人值守模式，這也得益于自動化的發(fā)展。就簡單的介紹華自科技在江西安福巖頭陂電站做的少人值守電站自動化的配置，調(diào)速裝置采用數(shù)字化可編程調(diào)速器，采用三菱PLC為控制核心部件，通過數(shù)字閥塊來給接力器的油腔供油回油從而驅(qū)動接力器伸縮動作，來控制導(dǎo)葉的開度。在通過PLC的處理，能控制水輪發(fā)電機(jī)組自動開機(jī)、停機(jī)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、負(fù)荷調(diào)整、機(jī)組各種運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換、機(jī)組或電力系統(tǒng)故障時緊急停機(jī)。必要時還可以通過調(diào)速器的手動方式操作機(jī)組運(yùn)行。控制原理結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 調(diào)速器控制原理結(jié)構(gòu)圖

繼電保護(hù)系統(tǒng)采用了微機(jī)保護(hù)，比起傳統(tǒng)的繼電器式的保護(hù)，有了很多優(yōu)點(diǎn)，集成度高，設(shè)備美觀占用空間小。保護(hù)精度高，動作可靠性強(qiáng)。還可以通過保護(hù)裝置觀察到實(shí)時數(shù)據(jù)，以及查詢故障記錄便于工作人員分析查找問題。勵磁系統(tǒng)，采用PWL-2B勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用雙通道允余，為安全可靠發(fā)電多了一層保障。每臺機(jī)配有獨(dú)立的閘門控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方與就地操作快速閘門。各軸瓦與定子溫度的檢測，每臺機(jī)組還配有測溫制動系統(tǒng)，可以監(jiān)測到每臺機(jī)組的溫度數(shù)據(jù)，以及轉(zhuǎn)速。還綜合了剎車制動的功能，在停機(jī)轉(zhuǎn)速下降到一定程度讓機(jī)組盡快停下來，減少低轉(zhuǎn)速燒軸瓦的可能性。然后再通過機(jī)組LCU屏，將這些獨(dú)立的系統(tǒng)綜合起來，形成一個整體的控制鏈，能使這些獨(dú)立的單元連貫起來工作，這樣就實(shí)現(xiàn)了一鍵開機(jī)到并網(wǎng)，一鍵停機(jī)到待機(jī)的狀態(tài)。出現(xiàn)任何事故也可以可靠動作報警。公用部分的輔機(jī)控制，采用公用LCU集成控制。然后再通過MTC5.0在線監(jiān)測控制系統(tǒng)，將各分部的數(shù)據(jù)、信號、通過485以及以太網(wǎng)傳輸方式采集到上位機(jī)，實(shí)時監(jiān)控。能夠有效監(jiān)測所有要觀察的電氣、計量、溫度、轉(zhuǎn)速、油水汽等數(shù)據(jù)信號，有故障能通過語音報警告訴值班人員，還能將數(shù)據(jù)，故障記錄下來。方便工程工程師分析處理問題。另外還有遙控的功能，所有操作，都可以通過上位機(jī)，操作鼠標(biāo)即可。讓發(fā)電管理成了一件非常輕松的事情，大大減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度，提高了電站運(yùn)行的安全可靠度。另外再配備一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，作為一個雙層保障。有什么不正常的情況，還可以通過視頻采集圖像觀察。配置結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖2 配置結(jié)構(gòu)圖

4 中小型水電站運(yùn)行管理模式實(shí)現(xiàn)無人值守將是社會發(fā)展的必然

華自科技在無人值守水電站技術(shù)開發(fā)方面，早已下足了功夫，2010年湖南省慈利趙家埡水電站實(shí)現(xiàn)了我國第一坐小型完全無人值守水電站。目前無人值守電站的推廣，還面臨一些問題。①國有企業(yè)里面有很多固定的在編工作人員，無法分配，加上維護(hù)人員的素質(zhì)普遍不高。導(dǎo)致即使作為無人值守的設(shè)計電站，往往也無法被真正利用起來。還是會有少量人員值班，另外維護(hù)跟不上。②無人值守電站設(shè)備投入大，在目前相對人力成本還算比較低，人力資源比較充足的環(huán)境下，私有電站考慮到經(jīng)濟(jì)利益也不暫時不會考慮電站運(yùn)行使用完全無人值守，所以短期內(nèi)看到的效果還不是很理想。但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，GDP不斷的上漲，企業(yè)會越來越多，現(xiàn)在世界的人口數(shù)量日趨穩(wěn)定，按現(xiàn)在的這種生產(chǎn)模式，人力資源將遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需求。到那時候，高科技代替現(xiàn)有的生產(chǎn)模式已不再是一種時髦了，而是一種被迫，一種必然的趨勢。人力資源極度緊缺的情況，人力成本將會水漲船高。只有依靠機(jī)器，依靠計算機(jī)，依靠科技來代替一種新的生產(chǎn)力，你的企業(yè)才不至于被淘汰。

談到此，然而問題又來了。對于將來電站實(shí)現(xiàn)無人值守這已是勿因質(zhì)疑了，但是這無人值守要考慮幾點(diǎn)問題啊。①經(jīng)濟(jì)問題。②人員素質(zhì)問題。考慮到這兩點(diǎn)問題，我們以后的這種無人值守到底要采用一種怎樣的模式是比較合理的呢。

對于一些擁有眾多電站，經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚，技術(shù)力量比較強(qiáng)大的發(fā)電企業(yè)。可以建立自己的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，建立自己的技術(shù)隊(duì)伍，自己來運(yùn)維管理。但是有絕大部分企業(yè)，電站并不多，面臨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)缺乏的問題。這個時候就可以由一些專業(yè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控代運(yùn)維管理公司，把這些分散的電站集中管理起來。在每個區(qū)域分布一些專業(yè)的技術(shù)人員。電站只需要每年支付代管運(yùn)維費(fèi)用，其它事情一概不用擔(dān)心。集中管理費(fèi)用低，還有專業(yè)的技術(shù)人員為設(shè)備的安全運(yùn)行保駕護(hù)航，讓客戶無后顧之憂。

5 結(jié)束語

無人值守代管運(yùn)維電站是一個非常具有潛力且龐大的市場，對于代管運(yùn)維企業(yè)，誰先搶占先機(jī)站穩(wěn)市場，誰就將可能是下一個水電控制領(lǐng)域的阿里巴巴。這將是未來發(fā)展的必然趨勢。

TV737

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1004-7344（2016）13-0097-02

2016-4-15

張利（1984-），男，工程師，大專，主要從事水利水電自動化方面工作。