關(guān)于水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測集成化運程診斷系統(tǒng)的研究

鈕月磊

摘要：在水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)的發(fā)展過程中，水電設(shè)備集成化遠程診斷系統(tǒng)是其發(fā)展的必然，也是對設(shè)備狀態(tài)進行檢修的客觀需求，隨著網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的快速發(fā)展，水電設(shè)備集成化遠程診斷系統(tǒng)也得到了空前的進步與完善，本文就對我國現(xiàn)行的水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)來看，在監(jiān)測和診斷中需要對水電站及電網(wǎng)運行特點進行充分考慮。

關(guān)鍵詞：水電站；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測；集成化；

設(shè)備檢測與診斷技術(shù)的發(fā)展歷史較為悠久，近年來隨著計算機技術(shù)及其遠程控制技術(shù)的發(fā)展，并引進了系統(tǒng)辨識技術(shù)、信號處理技術(shù)、智能傳感技術(shù)等，促進了故障診斷技術(shù)的發(fā)展更加完善[1]。當(dāng)前水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主要包括內(nèi)容有變壓器、發(fā)電機、水輪機、高壓電纜等，在水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中已經(jīng)實現(xiàn)了無人值班的運行模式，并廣泛應(yīng)用了計算機監(jiān)控和狀態(tài)機監(jiān)測等自動化技術(shù)，為設(shè)備運行狀態(tài)的穩(wěn)定提供了一句，并對設(shè)備的狀態(tài)檢修工作奠定基礎(chǔ)。

一、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其特點

（一）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

水電站設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測集成化主要是通過設(shè)備開放式分布的在線診斷和監(jiān)測系統(tǒng)，并結(jié)合電廠生產(chǎn)調(diào)度、管理信息系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)對水電站設(shè)備進行監(jiān)測與維護，通過廣域接口到遠程診斷維護中心，實現(xiàn)對水電站設(shè)備的遠程診斷，提高電網(wǎng)管理效率?？傮w來看，水電站設(shè)備狀態(tài)機監(jiān)測集成化遠程診斷系統(tǒng)時一個整體性的網(wǎng)絡(luò)模式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有三個部分，一，水電廠運行機組設(shè)備的監(jiān)測單元，在現(xiàn)場總線上對各個監(jiān)測單元的信號進行集中采集與處理，并將其統(tǒng)一輸送到機組綜合監(jiān)測診斷服務(wù)器中；二，將機組綜合監(jiān)測的診斷信號價輸送到數(shù)據(jù)服務(wù)器和廠級維護工作站中；三是通過廣域網(wǎng)和Web服務(wù)器將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器信號出送到遠程診斷維護工作站中[2]。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上構(gòu)成多層次的水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，以水電站機組監(jiān)測診斷及維護工作站、遠程診斷與維護管理中心，水電廠的局域網(wǎng)診斷與監(jiān)測工作站為主，對水電設(shè)備狀態(tài)進行多層級診斷與維護，并通過電廠的局域網(wǎng)及信息管理系統(tǒng)將信號輸送到省級電力控制系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)進行調(diào)度與管理。

（二）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點

從水電站的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測集成化診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看，在管理模式的布置上實現(xiàn)了易于運作、靈活可靠的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，將運行設(shè)備的監(jiān)測、診斷、維護與管理形成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，使項目、功能及目標(biāo)集成，以現(xiàn)場的總線為紐帶，構(gòu)成智能化和開放性的信息系統(tǒng)[3]。在這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下在對水電站設(shè)備的狀態(tài)進行在線監(jiān)測與診斷過程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)積累、通信與信息交流，最終實現(xiàn)信息資源共享，有利于通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行自動化診斷。

二、遠程診斷實施

（一）全開放分布式狀態(tài)監(jiān)測

在對水電站設(shè)備進行異地遠程診斷過程中主要是通過全開放分布式的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)的，這一系統(tǒng)的建立標(biāo)志這我國當(dāng)前水電廠局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢，主要是通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)進行異地遠程診斷，并充分利用多個技術(shù)支撐，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使系統(tǒng)診斷效率和診斷準(zhǔn)確性都得到明顯的提高。由于該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)布置上是全開放和分布式的，其實用性和拓展性能良好，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總線上對監(jiān)測內(nèi)容及項目進行調(diào)整，并根據(jù)監(jiān)測要求對其不斷完善與豐富，并兼容其他廠家的各種產(chǎn)品，使功能性得到擴張和延續(xù)，為水電站的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測提供平臺。

（二）集成化系統(tǒng)

水電站對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷過程中通過實行水電設(shè)備的集成化系統(tǒng)，根據(jù)維護管理需求，建立預(yù)測維修制度。而集成化系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測信息及項目內(nèi)容的集成化、水電站局域網(wǎng)功能系統(tǒng)集成化、以及機組運行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、診斷與管理的集成。而實現(xiàn)集成化系統(tǒng)首先需要建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對本項目的的監(jiān)測內(nèi)容、目標(biāo)功能及數(shù)據(jù)信息的集成，進而對水電站設(shè)備運行的控制、管理與維護，達到信息交流、資源共享和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊的目的，從而整體上提高其性能和利用率，為水電站的設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測集成化遠程診斷系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)[4]。在集成化系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，涉及到數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)傳輸與管理及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的建立，在具體實施中應(yīng)分層和分步進行，首先應(yīng)對狀態(tài)項目監(jiān)測內(nèi)容和信息集成，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊完成后，并確定網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理之間有良好的移植性和互用性，才能實現(xiàn)水電站局域網(wǎng)各種功能系統(tǒng)之間的集成，在局域網(wǎng)中投入水電站的計算機檢修管理系統(tǒng)，并與各個功能系統(tǒng)之間設(shè)置接口，達到對水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷與維護管理工作的集成性。

（三）數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)化

遠程診斷的實施基礎(chǔ)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化，為了對信息交流、數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊等問題加以解決，研究水電設(shè)備集成化系統(tǒng)的管理模式，就需要確保數(shù)據(jù)通訊之間互不干擾，并具有良好的互用性，這也是數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)的重要任務(wù)目標(biāo)。數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化主要是指數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫及方法庫在建立過程中都與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求相符合，并支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)全開放和分布式的數(shù)據(jù)庫，并確保數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)格式規(guī)范、統(tǒng)一，才能得到數(shù)據(jù)兼容和數(shù)據(jù)共享的目的[5]。在遠程診斷網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，水電站局域網(wǎng)維護工作站和設(shè)備診斷主站都應(yīng)建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行分析與處理，通過人工智能技術(shù)來提取和挖掘數(shù)據(jù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遠程診斷的目的。

結(jié)語：

水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測集成化遠程診斷系統(tǒng)涉及到多個領(lǐng)域及多個學(xué)科，具有一定的復(fù)雜性，本文通過對水電站診斷系統(tǒng)及集中監(jiān)測的研究，為行業(yè)建設(shè)提供依據(jù)，實現(xiàn)對狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行遠程分析與集成，使平臺系統(tǒng)更具有擴展性和開放性，是對多機組和多電站的狀態(tài)監(jiān)測集成系統(tǒng)的最佳解決方案。

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