淺析小型水電站電力通信自動化問題

劉海濤

國網西藏電力有限公司日喀則發電公司 西藏日喀則 857000

隨著計算機通信技術的發展，水電廠各種儀表、設備和輔機系統的數字化和智能化日趨完善，現地層設備的互聯方式也從以往的I/O通道發展到現在更多地采用通信方式互聯。目前大中型水電站已普遍采用了計算機監控技術，該技術是水電站綜合自動化技術的基礎。然而由于計算機監控技術的實施需要一定的技術和資金的支持，小型水電站對該項技術的應用則剛剛起步。因此，研究小型水電站電力通信自動化現狀問題具有超前意識，對之后通信自動化的發展有很強的指導意義。

1 小型水電站電力通信自動化設備分類

1.1 通信電源系統集中監控結構設計

（1）監控中心功能。監控中心由監控主機組成，主要完成數據分析處理的功能，具有實時和歷史告警顯示與呼叫，電源遠程控制，實時數據采集與處理、數據統計分析及報表打印等功能[1]。

（2）數據傳輸網功能。其主要功能是通過SDH傳輸系統可靠地將廠站各項數據傳送至監控中心。

（3）廠站監控功能。廠站配置有數據采集單元，采集單元采集各通信電源的實時數據送往監控主機，接收和執行處理來自監控主機的控制命令并返回執行操作。同時還有溫濕度系統、門禁系統、煙霧傳感系統聯動并將相關信息送至監控中心。

圖1 大東江水電站電源集中監控網絡結構圖

1.2 與微波相關的通信設備

與微波相關的通信設備廣泛應用于電力行業，但實際應用過程中存在一定的局限性。換個角度來說，與微波相關的通信設備可以用改變頻率的方式接收和傳送信號，但不會處理信號。

1.3 與光纖相關的通信設備

（1）加大熔接技術的管理力度

在熔接管理的過程中，需加大技術管理力度，及時發現幾何尺寸問題或是材料質量問題，創建合理的管理模式，滿足當前的工作要求。一方面，在熔接管理工作中，需明確具體的技術特點，減少熔接損耗問題，提高整體工作效率與質量，增強整體運行性能。另一方面，在管理工作中，需創建熔接技術的應用模式，提升整體管理工作可靠性與有效性，加大整體管理工作力度，形成先進的技術體系與模式。

（2）邏輯方面的管理。

1）將 D+ 和 D- 變換為“或”門輸出 DOR1 和差分比較器輸出 RCV1。一雙可控三態緩沖器；2）通過控制端 EN 來控制邏輯“通”與“端”。當EN=“0”時，DOR=DOR1、RCV=RCV1。而當 EN=“1”時，DOR 和 RCV 為高阻狀態。激光發射驅動電路；3）將 DOR和 RCV 轉換為三種激光強度（亮、半亮、暗）。

2 小型水電站電力通信自動化要點

2.1 串行通信

當前監控系統現地控制單元和外圍系統及設備聯系的主要通信接口方式就是串行通信接口。除了要在主PLC控制器中直接接入參與控制的設備，一般需要將串口轉現場總線設備、嵌入式智能通信設備和通信工作站等配置在監控系統中，這樣現場接入串行通信設備中就可以有8-16個串行口接入，監控系統網絡就可以通過網絡接口來連接。當前的小型水電廠計算機監控系統一般都沒有和現場的設備通信統一好規約，再加上各個生產廠家的規約不盡相同，因此很難在實際通信中實現標準化管理，具有較大的工作量。

2.2 現場總線網

按照相關規定，現場總線屬于通信網絡，主要用來連接自動化系統和智能現場設備，它具備良好的雙分支結構、雙向傳輸和數字式功能，總線式、多節點、雙向式是當前全數字通信的關鍵標志。現場總線在當前世界上約有40余種，并且每種總線的應用雖然各不相同，但是它們卻在各個應用領域中相互影響和滲透。

2.3 監控系統與微機保護、故障錄波裝置的接口和通訊

監控系統與微機保護、故障錄波裝置的接口目前也有兩種方式，一種是I/O開關接點方式將重要的信息接入監控系統現地控制單元，另一種是通過通訊的方式上送更多的信息給監控系統。一般與監控系統的通訊接口是串行端口的，其規約是IEC60870-5-103，微機保護、故障錄波裝置的通訊接口，從目前已運行的水電廠計算機監控系統的情況統計顯示，一般采用RS-232C或RS-485連接居多。對于計算機監控系統和電站的正常運行，除必要的事故和故障信號外，大量的裝置內部信息對于電站的運行值班人員來說是不必要的，主要是電站保護專責及事故分析時使用。目前的發展趨勢，監控系統與微機保護、故障錄波裝置等單獨組網，設置電站保護專責終端或保護管理機，通過數據交換服務器實現電站內的信息共享[2]。

2.4 增強對水電站電力通信自動化設備的智能控制程度

目前是一個信息爆炸的時代，人們獲取信息的手段逐漸多樣化，而電力行業應朝著多樣化、靈活化方向發展。我國現階段的信息組成非常復雜，電力行業在今后的發展中應合理篩選信息，從而改變信息的整體傳輸效率。通常情況下，信息傳輸過程中的常見形式主要包括文字、語音和圖片等。實際操作過程中，水電站電力通信自動化設備需要實現信息交換，并將數據信息統一化。這個過程涉及到交換器的使用。同時，信號設備的選擇至關重要，需根據信號傳輸的實際情況選擇設備。信號在信道中傳播時，會受到一些外界因素的干擾。因此，為滿足實際信息傳輸的需求，電力企業建設通信傳輸信道時要進行調整，并完善網絡管理制度，進而提升數據傳輸效率和質量[3]。

3 結語

小型水電站中已經越來越多的應用智能化和數字化設備，隨著迅速增加的水電站數字化設備互聯通信，通信互聯也完成了由現場總線到工業以太網的轉變，監控系統也逐漸實現了智能、遠程控制，我國監控系統技術的發展得到了有效推動。