流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王燕龍

（四川涼山水洛河電力開發(fā)有限公司，四川 成都 610000）

1 流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行特征

我國流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)的建立，順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，在建立同一業(yè)主統(tǒng)一建設(shè)運(yùn)行管理機(jī)制的基礎(chǔ)上，對(duì)集群化展開了系統(tǒng)分析，并有效完善了遙測(cè)、遙信以及遙控等操作，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代運(yùn)行管理的要求，且完善了無人值守的工作流程。

1.1 多通道通信

在城市建設(shè)工作中，一般會(huì)將流域水電站遠(yuǎn)程集控中心修建在中心城市，以有效形成輻射提醒。因此，對(duì)水電站遠(yuǎn)程控制運(yùn)行也提出了較高要求，遠(yuǎn)程通信技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的關(guān)鍵。城市內(nèi)部要建設(shè)且完善遠(yuǎn)程控制信息的傳輸結(jié)構(gòu)，合理利用兩路光纖完成數(shù)據(jù)處理。但是，一些線路要經(jīng)過山區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域等，加之光纖線路較長，通信中斷問題較為嚴(yán)重。若是主線路和備用線路光纖中斷，會(huì)造成集控中心電站控制管理工作失衡。因此，要利用衛(wèi)星通信等第三備用通道，合理構(gòu)建更加系統(tǒng)化的備用處理方式。

1.2 設(shè)備控制系統(tǒng)

在實(shí)際系統(tǒng)管控體系內(nèi)，要想維護(hù)電站運(yùn)行水平，需要將主設(shè)備型號(hào)、接線方式等作為關(guān)鍵參數(shù)，在整合特異性的基礎(chǔ)上，維護(hù)生產(chǎn)要求。但是，在實(shí)際應(yīng)用工作體系內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)很難完全統(tǒng)一，監(jiān)控系統(tǒng)融合和接口兼容性會(huì)出現(xiàn)異常，尤其是在指令下發(fā)和信息傳送中，具體工作不能得到有效落實(shí)，引起一系列的問題。

1.3 控制模式的差異性

在流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，運(yùn)行機(jī)制和控制模式是影響運(yùn)行效果的關(guān)鍵。為了保證監(jiān)控系統(tǒng)延伸方式的合理性，要對(duì)調(diào)度和控制過程予以協(xié)同處理，以保證主用、備用集控方式的一致性和科學(xué)性。綜上所述，公司要結(jié)合自身的實(shí)際情況建立控制模式，以維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.4 多級(jí)受電市場(chǎng)

在對(duì)流域內(nèi)的梯級(jí)水電站群進(jìn)行分析時(shí)，要結(jié)合水電站并網(wǎng)接入點(diǎn)特征，對(duì)電網(wǎng)處理工序予以關(guān)注。尤其是在電網(wǎng)中，要統(tǒng)籌控制承擔(dān)的任務(wù)。因?yàn)椴煌娬具\(yùn)行方式存在差異，要想滿足并網(wǎng)接入點(diǎn)區(qū)域的市場(chǎng)用電需求，需要深度挖掘流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控的潛力和應(yīng)用效益，從而為流域化控制管理提供有效保障[1]。

除此之外，流域梯級(jí)水電站之間也存在較緊密的聯(lián)系，需要結(jié)合上下游水電站徑流補(bǔ)償調(diào)節(jié)機(jī)制，在完善調(diào)度控制的基礎(chǔ)上，有效完善編制工作，建立聯(lián)合調(diào)度體系。尤其是在編制發(fā)電計(jì)劃和實(shí)施運(yùn)行調(diào)度關(guān)系的過程中，要結(jié)合上游和下游水電站信息要求，落實(shí)信息共享和協(xié)調(diào)化管理，確保能提升整體的經(jīng)濟(jì)效益。若是領(lǐng)域內(nèi)水電站信息不能及時(shí)處理，會(huì)對(duì)發(fā)電效益造成嚴(yán)重影響。

2 流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)職能

對(duì)于流域梯級(jí)水電站，建立完整的集控中心監(jiān)控系統(tǒng)要將生產(chǎn)執(zhí)行層、組織管理層作為關(guān)鍵，有效完善不同職能監(jiān)督機(jī)制，確保監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和信息都能發(fā)揮實(shí)際價(jià)值。尤其是在電力生產(chǎn)工作中，集控中心是發(fā)電企業(yè)的技術(shù)核心，要整合生產(chǎn)組織中心和發(fā)電調(diào)度中心，建立完整的流域化管理，為歸口管理提供保障，確保相應(yīng)系統(tǒng)發(fā)揮實(shí)際價(jià)值。繼電保護(hù)系統(tǒng)、水情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)等技術(shù)管理項(xiàng)目，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行體系的關(guān)鍵。集控中心作為發(fā)電和水庫調(diào)度的核心，要負(fù)責(zé)電力和水量的調(diào)配工作，一定程度上建立日常流域管理和發(fā)電優(yōu)化管控，確保能協(xié)調(diào)電網(wǎng)管理工作，維護(hù)消納渠道的應(yīng)用價(jià)值，依托電網(wǎng)方式制定更加系統(tǒng)化的發(fā)電規(guī)劃[2]。

通過借助集控中心能夠完成水電聯(lián)調(diào)的處理，能夠?qū)φ麄€(gè)流域進(jìn)行調(diào)度處理，一定程度上提升了水能的利用效率，為企業(yè)發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。通過借助統(tǒng)一流域發(fā)電平臺(tái)和共享體系，能在掌握流域發(fā)電水情信息的基礎(chǔ)上，科學(xué)處理機(jī)組負(fù)荷參數(shù)，從根本上優(yōu)化運(yùn)行工況。這不僅能滿足成電網(wǎng)要求，也能避免機(jī)組在較惡劣的環(huán)境中工作，從而延長機(jī)組的運(yùn)行壽命。技術(shù)人員要結(jié)合流域梯級(jí)水電站集控中心的運(yùn)行方式、市場(chǎng)預(yù)測(cè)條件等進(jìn)行溝通和管理，確保提升電力生產(chǎn)工作的基本效率[3]。

3 流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行模式設(shè)計(jì)

在流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用體系內(nèi)，需要保證電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，建立相應(yīng)的運(yùn)行模式，確保系統(tǒng)運(yùn)行效率和基礎(chǔ)質(zhì)量滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

3.1 遠(yuǎn)方監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)值守

這種處理模式能在單一化電站中發(fā)揮有效的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。需要選取經(jīng)濟(jì)條件、地理?xiàng)l件等較為完整的處理機(jī)制，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，依托專用和自建短距離光纖通道，保證監(jiān)控中心和電站之間距離的合理性（維持在50 km以內(nèi)），維護(hù)核心網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值。

在遠(yuǎn)方監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)值守人員協(xié)同管理的系統(tǒng)內(nèi)，能將信息歸屬到某一個(gè)單一電站，并且利用自動(dòng)化系統(tǒng)和專業(yè)數(shù)據(jù)有效構(gòu)建數(shù)據(jù)體系，建構(gòu)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)操作延伸模式，優(yōu)化生產(chǎn)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理體系的協(xié)同處理效率，確保程控調(diào)度交換效率的合理性，為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的建立奠定基礎(chǔ)[4]。

這種模式最大的優(yōu)勢(shì)是投資、建設(shè)以及修護(hù)成本較低，能提高調(diào)配工作的總體水平，保證遠(yuǎn)程集控工作經(jīng)驗(yàn)的積累效果。

3.2 集中調(diào)度和現(xiàn)場(chǎng)控制

在流域電站群發(fā)展進(jìn)程不斷推進(jìn)的時(shí)代背景下，要充分考慮經(jīng)濟(jì)條件、交通條件、地理?xiàng)l件等因素，在距離流域電站100～1 000 km的范圍內(nèi)修建流域梯級(jí)水電站集控中心，確保能對(duì)多個(gè)廠房進(jìn)行集中調(diào)度和信息管控。在通信管理機(jī)制中，要結(jié)合上級(jí)調(diào)度部門和集控中心要求進(jìn)行電站側(cè)處理，在最小范圍內(nèi)完成專業(yè)化通道的設(shè)定和處理，提高監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算處理水平[5]。另外，要在最小范圍內(nèi)對(duì)流域梯級(jí)水電站集控中心的監(jiān)控系統(tǒng)、水庫調(diào)度系統(tǒng)等進(jìn)行匯總，建立實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息的匯總體系，且能有效從上級(jí)調(diào)度信息中搜索有效的調(diào)度指令，然后完成“上傳下達(dá)”。利用這種模式能有效完成調(diào)度中心設(shè)備運(yùn)行管理和監(jiān)視管控的工作，并且能在最小范圍內(nèi)投入相應(yīng)的工作。電力生產(chǎn)核心依舊是電站且能最大化發(fā)揮資源的價(jià)值，為調(diào)度管理工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。

但是，這種處理方式在應(yīng)用過程中依舊存在中心功能單一化和自動(dòng)化項(xiàng)目單一性等問題，加之人力資本較高，整體經(jīng)濟(jì)效益和價(jià)值并不具有明顯優(yōu)勢(shì)[6]。

3.3 調(diào)控一體

調(diào)控一體配合現(xiàn)場(chǎng)值守的處理模式，是在集中調(diào)度模式基礎(chǔ)上建立起來的，能夠有效建構(gòu)一體化應(yīng)用處理中心，對(duì)流域電廠內(nèi)的電力生產(chǎn)調(diào)度和管理范圍進(jìn)行電力生產(chǎn)控制，整合運(yùn)行機(jī)制和監(jiān)視機(jī)制，維護(hù)操作工作的合理性。在這種處理模式中，通信結(jié)構(gòu)要借助上級(jí)調(diào)度部門和集控中心完成，因此需要借助光纖傳輸技術(shù)和程控調(diào)度技術(shù)等，且要建立第三條通信通道，以備減少冗余信息，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信架構(gòu)體系。

若要進(jìn)行非實(shí)時(shí)控制，則要對(duì)業(yè)務(wù)處理流程進(jìn)行調(diào)整和交互管理，為電力生產(chǎn)調(diào)度工作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)保障，從而有效建立集控中心應(yīng)用體系，將統(tǒng)籌控制、水電聯(lián)調(diào)和優(yōu)化調(diào)度工作作為根本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)電效益的最大化。但是，設(shè)備自動(dòng)化控制和可靠性是決定流域梯級(jí)水電站集控中心運(yùn)行方式的關(guān)鍵，且要進(jìn)行一站一臺(tái)的處理。集控工作臺(tái)數(shù)據(jù)和廠站數(shù)量若是不能滿足，會(huì)對(duì)整個(gè)集控效果造成影響[7]。

4 結(jié) 論

在流域梯級(jí)水電站集控中心監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合實(shí)際情況和操作要求完成技術(shù)管理，在整合規(guī)劃體系的基礎(chǔ)上，選擇更加貼合流域集控管理的流程進(jìn)行優(yōu)化，從而發(fā)揮集控模式的先進(jìn)性和科學(xué)性。