水電站遠(yuǎn)程集控運行技術(shù)探討

聶 衡

（廣東水電二局股份有限公司，湖南 懷化 418199）

1 水電站遠(yuǎn)程集控模式的的概念

水電站遠(yuǎn)程集控是利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對水電站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。水電站集控系統(tǒng)對調(diào)度水庫的工作和監(jiān)控、運行電站設(shè)備的工作進(jìn)行集中控制，調(diào)度指令都由水電站集控中心負(fù)責(zé)，即對命令進(jìn)行統(tǒng)一的接收和執(zhí)行。水電站集控中心的建立有效解決了各流域水資源不統(tǒng)一的問題，將各個流域進(jìn)行了統(tǒng)一的管理和控制，提升了水資源的利用效率，符合綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的國家政策，還有利于充分發(fā)揮水電站的綜合作用[1]。

2 水電站遠(yuǎn)程集控模式的分類

2.1 調(diào)度中心

調(diào)度中心主要負(fù)責(zé)對水電站的運行方式進(jìn)行協(xié)調(diào)和監(jiān)測。此外，調(diào)度中心還負(fù)責(zé)指導(dǎo)所管轄水電站的負(fù)荷分配和統(tǒng)籌運行的工作，其中比較簡單的工作是監(jiān)測系統(tǒng)功能是否正常。各個階梯電站的控制功能都是相對獨立的，調(diào)度中心可以直接對電網(wǎng)的調(diào)度進(jìn)行指導(dǎo)。同時，這也是集控中心比較基礎(chǔ)的階段，屬于初級階段。

2.2 控制中心

控制中心是對流域水電站進(jìn)行監(jiān)測和控制，主要負(fù)責(zé)調(diào)整負(fù)荷、監(jiān)測運行及與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)等工作。所有工作由調(diào)度中心統(tǒng)一負(fù)責(zé)，控制中心擁有完整的監(jiān)控系統(tǒng)，電調(diào)和水調(diào)都是獨立的，兩者互不干擾。電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)是控制中心直接面對的，屬于集控中心的中級階段。

2.3 運行管理中心

運行管理中心是在控制中心的基礎(chǔ)上對各電站綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行有效的整合，其中包括監(jiān)測大壩系統(tǒng)、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及水情自動測報系統(tǒng)等；將信息進(jìn)行綜合利用和共享，有利于對所管轄的水電站進(jìn)行有效的監(jiān)管和控制，提高工作效率；將水電站進(jìn)行統(tǒng)一管理，減少人力資源和自然資源的浪費，優(yōu)化水電站的監(jiān)控系統(tǒng)，屬于集控中心的高級階段。

3 水電站遠(yuǎn)程集控的技術(shù)條件

（1）水電站的設(shè)計和建設(shè)要求以監(jiān)控值班模式運行，要對老舊電站設(shè)備加大技術(shù)升級力度，要逐一排查對機(jī)組運行造成影響的大概率問題，在未來科技主導(dǎo)的新時代提升水電站自動化科技能力。主要做好設(shè)備勵磁、升級設(shè)備精度及機(jī)械設(shè)備調(diào)配自動化運營建設(shè)等。在提升技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時加大一次升級到位的概率，滿足無人化工作的技術(shù)條件，搜集詳細(xì)安全運營參數(shù)，改造機(jī)電裝備過程中發(fā)現(xiàn)安全隱患時及時發(fā)出警報，將誤報率降到最低。

（2）需要在計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信設(shè)備、主機(jī)系統(tǒng)及交換機(jī)等進(jìn)行冗余配置，需要利用雙電源供電，并且滿足n-1的要求，避免因個別設(shè)備的問題帶動影響整個設(shè)備的正常工作。必須嚴(yán)格操作電腦網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備，同時盡可能選擇經(jīng)過認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)安全的設(shè)備產(chǎn)品。

（3）完善計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)功能，拓寬監(jiān)控范圍，監(jiān)視機(jī)組的蠕動、機(jī)組震動及攔污柵壓差等安全情況，分析機(jī)組運行中的問題，靈活調(diào)整監(jiān)視的畫面，凸顯監(jiān)控的重點，要保證設(shè)備監(jiān)控的有效性；建立冗余雙通信通道，通道的真實性和時間的切換以及誤碼率都要滿足達(dá)到實時監(jiān)控響應(yīng)時間和數(shù)據(jù)量的基本要求，實時監(jiān)控各個通道的運行情況，保證設(shè)備出現(xiàn)問題時能夠及時報備[2]。

（4）集控中心要設(shè)有多個外來供電電源，最低要超過2個，最佳的供電狀態(tài)便是3個回路的設(shè)計。為了不對正常供電造成影響1條回路檢修時，其他2條回路也可以進(jìn)行工作和供電。同時，需要配置后置容量超過8 h的電池。

（5）要嚴(yán)格執(zhí)行水電站科學(xué)管理的運營模式，控制設(shè)備必須按照規(guī)章執(zhí)行，設(shè)置操作權(quán)時要以LCU為單位，要在電廠施工現(xiàn)場進(jìn)行切換操作。

（6）操作失誤的措施。按照水電站措施，在計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出指令時，由單個操作系統(tǒng)單獨完成任務(wù)，因此調(diào)錯畫面或者選錯畫面對象的情況在計算機(jī)圖形化平面操作的過程中難免發(fā)生，電廠選擇錯誤的情況也時有發(fā)生，尤其是在進(jìn)行多廠集控管理時。因此，每一個工作臺位都需要安排一位工作人員進(jìn)行確認(rèn)，確保操作的正確性。此外，為了防止誤操作的情況持續(xù)發(fā)生，還要求設(shè)置語音文字的提醒。

（7）必須配備應(yīng)急保障人員，需要嚴(yán)格遵守水電站遠(yuǎn)程集控的配置要求，以保證設(shè)備出現(xiàn)故障時能夠得到有效和及時地解決，確保集控中心的工作能夠有效進(jìn)行。應(yīng)該在每個崗位都設(shè)置守護(hù)人員，如值班室。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，守護(hù)人員能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理。電廠內(nèi)的關(guān)鍵畫面需要及時傳送到集控中心，關(guān)鍵畫面包括開停機(jī)環(huán)節(jié)的設(shè)備、工業(yè)電視系統(tǒng)水位標(biāo)尺、集水井及水機(jī)室等，以提升安全生產(chǎn)水平，縮小異地距離感，使得遠(yuǎn)程集控聯(lián)系更加密切。

4 水電站遠(yuǎn)程集控技術(shù)的重點管理

水電站遠(yuǎn)程集控運行工作的重點主要是調(diào)整負(fù)荷、監(jiān)控設(shè)備的運行情況及解決操作過程中出現(xiàn)的異常情況，如日常監(jiān)控和調(diào)整負(fù)荷的異常狀況。設(shè)備操作的主要目的是順利并且成功地完成目標(biāo)任務(wù)，設(shè)備操作通常是分階段進(jìn)行的。水電站遠(yuǎn)程集控中心運行的過程中，由電網(wǎng)EMS系統(tǒng)動態(tài)下達(dá)AGC功能電廠負(fù)荷給定值，整個過程不需人為操作，都是自動化進(jìn)行。

操作過程中，遠(yuǎn)程監(jiān)控的實現(xiàn)可以通過人機(jī)界面進(jìn)行，所以對監(jiān)控畫面有著較高要求，如清晰度高、畫面完整、色彩飽和度達(dá)標(biāo)、畫面切換與銜接流暢不卡頓及畫面不得扭曲變形等。畫面中一定要將現(xiàn)場的狀況和邏輯體現(xiàn)出來。

對于信息的上傳需要進(jìn)行篩選或核對。當(dāng)信息量比較大時，可以先進(jìn)行優(yōu)化和處理，然后進(jìn)行上傳，或者可以通過發(fā)電機(jī)定子線圈溫度的設(shè)置，使用排序高的三點上傳，上傳信息的重點，過濾沒用的垃圾信息，以減少監(jiān)控人員的信息壓力，降低信息干擾，使設(shè)備的安全性和有效性得到大幅提升[3]。

監(jiān)視主要包括安全監(jiān)視、過程監(jiān)視及經(jīng)常性監(jiān)視3種類型，根據(jù)不同顏色區(qū)分管理故障的相應(yīng)等級。其中，安全監(jiān)視主要分為故障監(jiān)視和非故障監(jiān)視兩種，能夠應(yīng)急響應(yīng)突發(fā)事件，并做出處理。過程監(jiān)控主要有調(diào)節(jié)過程、操作過程以及設(shè)備整個操作規(guī)范過程，也包括開停機(jī)監(jiān)控。所有監(jiān)控過程在一個工作周期結(jié)束后才能停止監(jiān)控工作，同時要及時干預(yù)監(jiān)控過程中遇到的問題。經(jīng)常性監(jiān)控主要包括計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、含電設(shè)備及通道3個部分。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)管理主要包括操作權(quán)和控制權(quán)管理、AVC功能和AGC功能調(diào)節(jié)。

5 結(jié) 論

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國的水電站設(shè)備不斷更新，水電站的自動化技術(shù)也不斷提高，可靠性和安全性達(dá)到了較高的水平。水電站遠(yuǎn)程集控中心是一個很好的發(fā)展模式。水電站遠(yuǎn)程集控運行管理系統(tǒng)在工作運行中，要充分發(fā)揮集控中心的協(xié)調(diào)調(diào)度能力，更好地為水電站機(jī)組正常運行服務(wù)，提升工作效率，確保電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益得到提高。