華光潭一級(jí)電站無(wú)人值守應(yīng)用

王 放

（浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司，浙江 杭州311322）

1 前言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，科技信息及自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，考慮電站偏遠(yuǎn)交通不便、自然災(zāi)害、人員難留等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)水電站遠(yuǎn)程集中控制、無(wú)人值班（或少人值守）等模式是未來(lái)梯級(jí)水電站發(fā)展的趨勢(shì)。

2 無(wú)人值守關(guān)門(mén)運(yùn)行的概況

浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司位于浙江省杭州市臨安市龍崗鎮(zhèn)龍井村，是由2個(gè)電站組成的梯級(jí)水電站，即一級(jí)電站和二級(jí)電站。一級(jí)電站壩址在浙西大峽谷鎮(zhèn)魚(yú)跳村下游2km，廠(chǎng)址在蕎麥嶺村的巨溪右岸，距壩址11km，距二級(jí)電站7km，電站裝機(jī)2×30MW，其主要任務(wù)為發(fā)電，兼有防洪作用，于2005年9月投產(chǎn)運(yùn)行?？紤]到一級(jí)電站廠(chǎng)房選址的特殊性，有泥石流、水淹廠(chǎng)房的風(fēng)險(xiǎn)，著眼于以人為本、關(guān)愛(ài)員工的綠色經(jīng)營(yíng)理念，確立一級(jí)電站真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、關(guān)門(mén)運(yùn)行的目標(biāo)。基于電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、自動(dòng)化元器件等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施的改造正有序?qū)嵤┑挠欣麠l件，通過(guò)智能診斷、預(yù)警、分析指導(dǎo)、移動(dòng)查詢(xún)技術(shù)的研究應(yīng)用，完全有條件將一級(jí)電站建成真正無(wú)人值守、關(guān)門(mén)運(yùn)行的電站，改善電站運(yùn)行效率。

3 信息化技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容

3.1 水電廠(chǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)趨勢(shì)分析、預(yù)警技術(shù)

以大型數(shù)據(jù)庫(kù)為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，提出基于多維向量協(xié)同推理機(jī)制的設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)診斷模型，通過(guò)采集計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)、主變?cè)诰€(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，用集成豐富的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、挖掘與分析處理的手段與方法，實(shí)現(xiàn)主、輔設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和故障分析、預(yù)警，或?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能存在的隱患，提示電站人員進(jìn)行處理，為分析事故原因提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段（圖1）。后臺(tái)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)及時(shí)記錄設(shè)備的大量運(yùn)行狀態(tài)，便于歷史數(shù)據(jù)分析和追憶，可為設(shè)備運(yùn)行、檢修提供多種信息，從而保證設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.2 IT設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)管技術(shù)

以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在滿(mǎn)足國(guó)家電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)相關(guān)條例的前提下，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并智能監(jiān)管聯(lián)網(wǎng)的各系統(tǒng)設(shè)備軟硬件運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)展示各系統(tǒng)設(shè)備的健康狀況（圖2）。實(shí)時(shí)監(jiān)管機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)信息。

圖1 趨勢(shì)分析展示

圖2 基于WEB的體系架構(gòu)

3.3 水電廠(chǎng)移動(dòng)智能終端一體化應(yīng)用技術(shù)

在移動(dòng)智能終端具備監(jiān)控系統(tǒng)全系統(tǒng)信息查看功能，可以實(shí)時(shí)查看監(jiān)控系統(tǒng)重要測(cè)點(diǎn)、歷史數(shù)據(jù)、機(jī)組狀態(tài)、電量、水情、壩區(qū)水位等信息，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)警、智能分析、實(shí)時(shí)決策（圖3）。

3.4 公用輔機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用

原華光潭一級(jí)電站輔機(jī)設(shè)備的控制大部分采用常規(guī)控制，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，對(duì)輔機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，采用PLC控制，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制、數(shù)據(jù)共享。使輔機(jī)控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)有機(jī)融合，成為監(jiān)控系統(tǒng)的有效延展，為電廠(chǎng)以監(jiān)控系統(tǒng)為核心、通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)一級(jí)廠(chǎng)房運(yùn)行設(shè)備全面監(jiān)控提供框架。

圖3 智能移動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用示意圖

3.5 全感知交互式監(jiān)控技術(shù)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)噪聲、溫度、濕度、氣體濃度等信號(hào)，全面“感知”電廠(chǎng)運(yùn)行環(huán)境參數(shù)的變化；通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警信息、消防報(bào)警信號(hào)與視頻系統(tǒng)的智能聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智慧視頻監(jiān)視（圖4）。

圖4 全感知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.6 綜合展示平臺(tái)技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)華光潭水電廠(chǎng)監(jiān)控信息系統(tǒng)一體化，提出綜合展示平臺(tái)概念，以圖形畫(huà)面的形式為主體，各系統(tǒng)分別以單個(gè)圖形窗口點(diǎn)擊進(jìn)入，并關(guān)聯(lián)報(bào)警信息，包含趨勢(shì)分析系統(tǒng)窗口、電量采集系統(tǒng)窗口、水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)窗口、主變?cè)诰€(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)窗口、機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)窗口等。

4 運(yùn)行管控模式

4.1 無(wú)人值守管理制度的凝練總結(jié)

根據(jù)公司實(shí)際凝練總結(jié)并制定適合無(wú)人值守的相關(guān)制度（圖5），明確工作職責(zé)、內(nèi)容及范圍，重點(diǎn)是ON-CALL情況下的應(yīng)急管理規(guī)定。特別注重制度的學(xué)習(xí)、事故預(yù)案的演練，提高應(yīng)急人員的應(yīng)急處置能力。

圖5 無(wú)人值守制度

4.2 運(yùn)行值班模式調(diào)整

保證運(yùn)行倒班方式不變，取消一級(jí)站值守人員，與原二級(jí)站值守組一起，調(diào)整為運(yùn)行值守應(yīng)急組。運(yùn)行人員仍分為4個(gè)值，每?jī)蓚€(gè)值組成一個(gè)運(yùn)行班，倒班方式采用兩個(gè)班組對(duì)倒模式，倒班周期設(shè)置為8d，接班班組每周二下午進(jìn)公司，周三組織班組活動(dòng)日，周四夜班開(kāi)始接班；交班班組周四早上送出。每個(gè)運(yùn)行班分為4個(gè)組，人員配置由總值長(zhǎng)自行調(diào)配。3個(gè)組在集控中心上班，為集控值班組；1個(gè)組在二級(jí)站值守應(yīng)急待命，為值守應(yīng)急組。

運(yùn)行集控值班組每組2～3人（1班值長(zhǎng)+值班員），以中、白、夜方式輪轉(zhuǎn)，負(fù)責(zé)集控中心監(jiān)盤(pán)及二級(jí)站巡檢。

值守應(yīng)急組每日08：30和15：30赴一級(jí)站進(jìn)行巡檢，巡檢完成后回到二級(jí)廠(chǎng)房運(yùn)行交接班室待命。如果一級(jí)站有操作或維護(hù)工作，則赴一級(jí)站時(shí)間根據(jù)計(jì)劃安排。17：30下班后，不在運(yùn)行交接班室待命，進(jìn)入值守應(yīng)急O(jiān)N-CALL模式。

4.3 ON-CALL事件分級(jí)

（1）三級(jí)ON-CALL事件：一級(jí)站發(fā)生一般運(yùn)行異常、設(shè)備故障情況，如越超高限、越超低限、故障、事故報(bào)警信號(hào)，技術(shù)供水系統(tǒng)一般故障，油、氣、水系統(tǒng)嚴(yán)重故障，機(jī)組及輔助設(shè)備一般故障，保護(hù)及自動(dòng)化裝置不正常動(dòng)作，直流消失，開(kāi)關(guān)設(shè)備誤動(dòng)、拒動(dòng)，影響開(kāi)、停機(jī)流程報(bào)警等。

（2）二級(jí)ON-CALL事件：一級(jí)站發(fā)生可能導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備運(yùn)行可靠性受到影響的運(yùn)行異常、設(shè)備故障情況，如監(jiān)控系統(tǒng)嚴(yán)重故障、油泄漏、主設(shè)備被迫停運(yùn)、影響本站發(fā)電的開(kāi)關(guān)發(fā)生事故性跳閘等。

（3）一級(jí)ON-CALL事件：一級(jí)站發(fā)生會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生重大事故或強(qiáng)迫停運(yùn)，危及電力系統(tǒng)安全，甚至引起人身、環(huán)境事故的情況，如火災(zāi)，發(fā)電機(jī)主設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，一級(jí)站水淹廠(chǎng)房，一級(jí)站因電網(wǎng)事故小系統(tǒng)運(yùn)行，一級(jí)站全廠(chǎng)停電等。

4.4 應(yīng)急響應(yīng)

（1）三級(jí)ON-CALL響應(yīng)人員針對(duì)所有設(shè)備運(yùn)行異常、故障、事故進(jìn)行響應(yīng)，包括三級(jí)、二級(jí)、一級(jí)ON-CALL事件。發(fā)生三級(jí)ON-CALL事件時(shí)，集控值班負(fù)責(zé)人應(yīng)立即通知值守應(yīng)急負(fù)責(zé)人和生產(chǎn)應(yīng)急駕駛員。接到通知后，運(yùn)行值守應(yīng)急人員和生產(chǎn)應(yīng)急駕駛員應(yīng)在10min內(nèi)到達(dá)應(yīng)急待命點(diǎn)。運(yùn)行值守應(yīng)急人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況開(kāi)展應(yīng)急處理，集控值班負(fù)責(zé)人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定是否通知檢修維護(hù)人員。收到通知后，檢修維護(hù)人員2h內(nèi)到現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展檢查處理。

（2）二級(jí)ON-CALL響應(yīng)人員針對(duì)可能導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備運(yùn)行可靠性受到影響的運(yùn)行異常、設(shè)備故障情況進(jìn)行響應(yīng)，包括二級(jí)、一級(jí)ON-CALL事件。發(fā)生二級(jí)ON-CALL事件時(shí)，集控值班負(fù)責(zé)人應(yīng)立即通知值守應(yīng)急負(fù)責(zé)人、生產(chǎn)應(yīng)急駕駛員和檢修維護(hù)人員，同時(shí)應(yīng)通知運(yùn)行專(zhuān)工，由運(yùn)行專(zhuān)工通知生產(chǎn)技術(shù)部中層管理人員、安全監(jiān)察部。接到通知后，運(yùn)行值守應(yīng)急人員、檢修維護(hù)人員和生產(chǎn)應(yīng)急駕駛員應(yīng)在10min內(nèi)到達(dá)應(yīng)急待命點(diǎn)。運(yùn)行專(zhuān)工、生產(chǎn)技術(shù)部中層管理人員、值班組長(zhǎng)、安全監(jiān)察部負(fù)責(zé)人在班期間收到通知后應(yīng)在60min內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，組織人員進(jìn)行協(xié)助處理。

（3）一級(jí)ON-CALL響應(yīng)人員針對(duì)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生重大事故或強(qiáng)迫停運(yùn)，危及電力系統(tǒng)安全，甚至引起人身、環(huán)境事故的情況進(jìn)行響應(yīng)，即一級(jí)ONCALL事件。發(fā)生一級(jí)ON-CALL事件時(shí)，集控值班負(fù)責(zé)人應(yīng)立即通知值守應(yīng)急負(fù)責(zé)人、生產(chǎn)應(yīng)急駕駛員和檢修維護(hù)人員，同時(shí)應(yīng)通知生產(chǎn)技術(shù)部負(fù)責(zé)人、安全監(jiān)察部負(fù)責(zé)人，由生產(chǎn)技術(shù)部負(fù)責(zé)人通知安全生產(chǎn)分管領(lǐng)導(dǎo)。接到通知后，運(yùn)行值守應(yīng)急人員、檢修維護(hù)人員和生產(chǎn)應(yīng)急駕駛員應(yīng)在10min內(nèi)到達(dá)應(yīng)急待命點(diǎn)。安全生產(chǎn)分管領(lǐng)導(dǎo)、值班領(lǐng)導(dǎo)、運(yùn)行專(zhuān)工、生產(chǎn)技術(shù)部中層管理人員、值班組長(zhǎng)、安全監(jiān)察部負(fù)責(zé)人在班期間收到通知后應(yīng)在40min內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，組織人員進(jìn)行協(xié)助處理。

4.5 一級(jí)電站恢復(fù)應(yīng)急待命情況

（1）一級(jí)站設(shè)備存在重大異常、缺陷時(shí)。

（2）一級(jí)站與集控通信中斷時(shí)。

（3）雷雨天氣近區(qū)線(xiàn)路失電。

（4）一級(jí)壩泄洪。

（5）臺(tái)風(fēng)暴雨暴雪等極端惡劣天氣時(shí)。

（6）一級(jí)站重要設(shè)備新投運(yùn)初期。

（7）一級(jí)站機(jī)組或開(kāi)關(guān)站檢修期間。

（8）其他需要赴一級(jí)站現(xiàn)場(chǎng)值守的情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

華光潭一級(jí)電站無(wú)人值守，是對(duì)自身管理方式優(yōu)化調(diào)整，對(duì)現(xiàn)有先進(jìn)科技信息手段深入的研究應(yīng)用，令設(shè)備智能化監(jiān)測(cè)發(fā)揮很大的作用，保證一級(jí)電站裝置能穩(wěn)定、高效、正常的運(yùn)行工作，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)華光潭一級(jí)站無(wú)人值守穩(wěn)步推進(jìn)。