信息化技術在小型水電站的應用要點分析

（臨武縣水利電力有限責任公司，湖南郴州 424300）

1 概 況

我國小型水電站比較多，分布于全國各個地區，小水電的開發和建設對我國清潔能源的建設有著至關重要的影響，推動了國民經濟的快速發展，但是現有小型水電站大多設備陳舊，信息化技術應用程度低，對水利水電資源利用率低，發電效能差，自動化設備欠缺，管理也比較落后。雖然有一些小型水電站進行了信息化技術的優化和新技術的引進，但是信息化技術管理還不完善，需要在引進新的信息化技術的同時，不斷加強設備的技改[1]，以促進小型水電站信息化建設，提升小型水電站對水利水電資源的利用能力，提高發電效能，整體改善電站的現代化管理水平。

1）管理層，小型水電站信息化系統主要包含管理層、傳輸層和生產層，主要負責綜合管理。管理層結構的基礎是網絡，設備是通過傳輸層中的相關服務器和生產層中的相關服務器進行連接，與此同時還連接著外網中的設備。管理層的設備除監控計算機和系統服務器以及調度員站外，還有WEB 服務器和手機終端及Pad 等[2]，利用中間部件等技術或計算機在通信的基礎上，對小型水電站各種運行數據進行采集和分析，經過計算和統計，進行處理。對系統設備的自動控制可以實現設備的信息化管理與有效的故障診斷以及智能輔助決策，同時集成管理信息系統和電力市場信息系統，把數據信息通過數據接口、調度和終端等，進行實時通信，實現遠程數據交換，以及遠程服務管理。

2）傳輸層，主要負責信息的交換。傳輸層的組成部分主要是通信設備和通信線纜，實現數據傳遞和路由以及控制，以通信協議為基礎，使小型水電站各信息設備之間的信息實現自動識別和信息實時交換。傳輸層不但包括小型水電站內部各設備之間的通信，還包括監控設備之間的通信、小型水電站和其它電站之間的通信，小型水電站和調度之間的通信，小型水電站和無線應用終端之間的通信等等。傳輸層把有線通信與無線通信相結合的通信模式，方便系統布線，便于數據采集。發電過程相關的勵磁與調速，機組運行和控制，還有重要輔機和主控室設備都采用光纜通信。

3）生產層，主要面向生產。生產層結構的基礎是網絡，生產設備之間的連接，有通用網絡設備和微機之間的連接，還有工作站和服務器之間的連接。自控設備在數據總線作用下，可以實現與智能儀表設備和I/O設備等的連接。完整的自動化控制系統是管理層和生產層之間互相結合形成的。自動化控制系統通過傳感元件和執行元件對小型水電站運行數據進行采集，以及數據的分析和處理。數據采集包括對各種電壓和電流信息、對功率信息、對設備管理信息、對聲像信息進行采集，此外還要采集溫度、雨量、氣壓、油壓、機組振動、設備狀態等等信息。各數據采集智能模塊中都設計有傳感元件，根據系統需要實現對小型水電站多態數據的采集和處理及控制。

2 信息化技術在小型水電站的應用

1）信息化管理系統的應用。小型水電站信息化管理系統是綜合自動化系統，也是一種信息化系統，包含工程管理、設備、生產、監控系統、辦公自動化、數據整合和信息發布等，集信息測量、處理、監視服務和調節、存儲、故障診斷和控制服務管理等強大功能[3]。小型水電站信息化管理系統包括各種電量信息和非電量信息，還包括設備狀態信息、聲像信息、決策信息管理等等，通過這些信息不僅能對主要設備（水輪機、勵磁機、發電機等等）進行監視和自動監控，還能夠對各種公用設備（主變壓器、廠用電源等等）進行監控，實現整個小型水電站生命周期的信息化管理[4]。

小型水電站信息化管理系統作為一個綜合管理系統，還應該具備強大的水庫信息化管理功能。①小型水電站信息化管理系統具有水庫信息發布功能，可以對水庫的一些動態信息進行動態的發布，發布的這些信息用戶只需要在瀏覽器查閱就可以全面了解水庫的相關情況。②小型水電站信息化管理系統對水庫進行實時的監測，實現對水庫的水情和雨情的實時監測，實時采集和傳輸水庫中的雨情和水情，這樣能更加全面地了解水庫的汛情，以便及時采取相應的措施。③小型水電站信息化管理系統可以監測大壩的安全。對大壩的監測體系要不斷完善，需要從多方面進行，比如，設置監測點、查詢和分析監測信息等[5]。監測閘門具體需要監測閘門的開度，監測操作記錄，監測運行狀況等等。④小型水電站信息化管理系統還可以進行視頻監視，充分利用監控網絡機，把視頻信號傳至辦公網絡之中。

2）加強網絡信息技術應用。互聯網和信息技術的不斷發展，云計算、網聯網+，大數據等信息技術與行業的結合成為發展趨勢，給小型水電站提供了發展空間，使小型水電站在結構和功能上都能不斷提升。為了更好地監控水位，實現對水位的立體監控，在小型水電站的上下游，分別安裝紅外線水位測量儀，紅外線水位測量儀運用的是無線發射技術，通過這個技術把數據傳輸到主控室的計算機當中，在專用的水位顯示儀當中，主控室的計算機有預裝水位監測的軟件，通過這個軟件能夠顯示實時的水位數值，同時和上下游的視頻監控畫面相互配合，這樣才能較全面地對水位進行監控，才能真正實現對水位的立體監控[6]。小型水電站上下游安裝的紅外線水位測量儀，測量的數據和網絡攝像頭的監控畫面，通過小型水電站的網絡傳輸到小型水電站的每一臺計算機當中，在每一臺計算機上都能看到，有利于資源和信息的共享。紅外線水位測量儀的記錄功能和攝像頭的錄制功能結合在一起，可以為小型水電站突發故障分析提供依據，也可以為小型水電站整理技術資料提供參考，有利于小型水電站的運行管理。通過接入網絡信息化，能夠提高小型水電站的安全運行水平。安裝網絡電話交換機進行免費的網絡通話，在總值班室、車間和站長室之間安裝網絡電話，遇到緊急情況，總值班室結合監控畫面利用網絡電話可以進行實時指揮，減小故障的發生幾率，對小型水電站的安全生產有非常積極的意義。

3）加強無人值班管理。小型水電站應加強網絡信息化技術的應用，提升自動化監控能力，使監控畫面全方位立體化，通過智能化運行，實現小型水電站的無人值班管理。

4）智能化管理的發展方向。網絡信息技術的高度發展，未來的數字化和智能化將使小型水電站的發展發生更加深刻的變化，隨著智能化的推進，小型水電站在自動化和信息化的基礎上不斷向智能化發展是趨勢所在[7]。所以，小型水電站需要不斷引進新的技術，加強技術改造，與時俱進，開拓創新，這樣才能適應未來的發展，才能有更長遠的發展。

3 結語

信息化技術在小型水電站的應用具有非常現實的意義，有利于小型水電站的智能裝備朝著網絡化、微型化和集成化方向發展，而且從長遠的發展角度來看，有利于小型水電站向智能化的方向發展。小型水電站需要信息化技術的不斷優化和創新，加強新技術的引進和設備的技改，提高小型水電站的自動化和信息化管理水平，能夠促進小型水電站對水利水電資源的最大限度的利用，從而提高小型水電站的經濟效益，提升小型水電站的現代化管理水平，促進地方經濟的平穩健康發展。