小型水電站自動化無人值守運行的應用研究

王鵬程

摘要：自動化等先進技術被逐漸應用于水電站值守等工作中，使小型水電站的運行更為經濟、高效、便捷，水電站機組檢測、輔助設備及相關監測功能，均可通過自動化技術實現，很大程度提升了水電站運行的安全性、可靠性和經濟性。因此小型水電站無人值守等自動化技術已試用成功，得到小水電業主的認可并成為電力界廣泛研究的課題。本文在探究小型水電站自動化無人值守運行的基本應用的基礎上，還探究如何建設數字化、自動化的水電站無人值守系統，以期提高小型水電站的自動化運行程度。

關鍵詞：自動化技術;小型水電站;無人值守

中圖分類號：TV736?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）08-0031-01

無人值守小型水電站是隨著相關信息科技的進步和應用之下的產物，隨著相關技術和設備的不斷進步，其運行自動化水平將不斷提升，水電站自動化運行的效率和安全性也將逐步提升。總體而言，我國水電站的無人值守技術尚處于發展階段，相關的技術還在快速優化、研究中，就小型水電站而言，經過多年的自動化技術發展，已經可以實現全面自動化控制，無人值守運行的穩定性、準確性已有較好保證。無人值守技術的應用，還能降低小型水電站的運行成本，提升水電站社會效益，為充分利用水資源、有效預防、減少無人值守運行中的操作失誤，監視人員應當充分了解、檢查和判斷運行情況，做出合理的管理操作。因此，水電站的自動化建設不是一蹴而就的，需要在優化自動值守功能應用的同時，提升管理、監測等工作的有效性，從而有效保障水電站安全運行。

1?水電站中自動化技術的主要應用技術及無人值守應用分析

1.1水電站自動化主要技術。

（1）自動檢測技術在水電站中的應用，對檢測本身的標準要求很高，只有有效、準確的檢測，才能保證自動化系統取得應有應用效果。該技術作為自動化技術系統的重要組成，其負責檢測壩前上游發電水位、發電設備溫度、電流及設備轉速、功率、冷卻水流量及廠內濕度等水電站運行的重要參數，還可察覺異常情況，并由自動值守系統做出相應設備保護、管理工作，因此其參數的真實有效性和異常檢測的全面性，將關系到各設備的運行安全。

（2）自動操作技術是無人值守系統的重要組成技術，負責全天候自動操作設備開關，進行報警、通訊等工作，如自動操作機組取水口、溢洪、閘門等設施。水電站排水、空氣壓縮及供電系統，都可以實現自動操作，可有效提升運行效率。

（3）自動控制技術使水電站各種裝置按內部設定呈現自動運轉，即通過脈沖控制使多機組啟動、終止和具體運轉情況受到程序自主控制，若機組裝置發生運轉異常等情況，也可利用自動控制有效調整其運行狀態，報警以提醒人工檢修。

1.2小型水電站自動化無人值守的應用。

（1）應用于機組設備。一般應用于水電站的變電裝置等設備上，以保證設備及整個系統的用電安全性，如選擇GIS組合電器及真空斷路器，接線中在符合控制對象基本運行要求的同時，做到接線簡單、易操作，一般需實現遙測、遙控及遠程調控等功能。如果在電站線路變壓器有自動分載調控開關，可實現變壓位置、溫度、斷路等方面的自動調控或遙信控制、遙測功能。

（2）應用于控制系統功能。以RTU為核心的遠控系統為例，其采用集中式控制和單獨CPU控制設備，可實現一系列的自動控制功能的擴展，可實現遙測、遙信和遙控等功能。如實現對水電站各設備運行狀態進行快速的數據采集方和數據處理，通過模擬量分析和控制相應的設備開關，還能實現多次反應，從而給予監測控制員實時的設備運行信息，幫助其綜合、準確的分析設備數據值。

2?數字化水電站的建設

2.1智能化一次設備。為實現水電站全方位的自動化工作，實現設備智能化是必要的一環，利用自我監測等技術，結合光纖通信等技術，可使設備采集的數據更準確，通過網絡快速傳遞。一次設備實現智能化，即采用特殊的處理其設計被檢測信號及信息回路，簡化常規繼電器等設備及線路的結構，用更間接的連接方式使設備通過光纖等途徑快速傳輸信號。

2.2網絡化二次系統。以光纖技術實現的網絡化水電站二次設備，可分為不同的結構及層級。基礎層為過程層，檢測和控制設備的運行信息，過程層可實現對水電站整體或閥門等部件的運行檢測、參數設置和操作控制;間隔層的設備則包括水電站各種具有控制及保護功能的設備，間隔層可通過建模等方面實現信息采集、傳輸和分層，進而接受相應的指令，保護和控制一次設備，以保證整個系統信息溝通的流暢、穩定性;站控層包括管理機和運動工作站，主要為水電站的自動管理提供相應界面，并及時記錄所有設備的變化數據，進行一定的價值分析和信息轉化，以發出相應的監控信息和控制指定，在特有模型的基礎上，還可以整合和管理所有數據。

2.3自動化管理系統。分層自動化是水電站實現完全自動化的必要過程，更好的挖掘和處理潛在運行問題，并分析問題成因，在最短時間內處理問題和上報相關信息，更改檢修狀態。自動化狀態監測系統中，可視化狀態是重要的先進功能之一，可對水電站整體情況進行可視化監測，隨時查看信息，通過數據圖例更直觀的感受和分析設備數據，有利于后續工作更順利、合理的展開;基本的報警功能，即通過常規數據對比，科學分析和預測運行安全問題，發出相應警報。

結語：綜上所述，當前小型水電站正依托現代科技，快速的創新管理和運行模式，未來會繼續向智能化等方向發展。無人值守廣泛應用于機組設備和控制功能中，要想提升水電站整體運行的自動化程度，還應通過進一步完善二次設備、一次設備和管理、測控系統，以更好的實現自動測等功能，降低了操作失誤和員工監測負擔，提升水電站整體運行的安全穩定性。

參考文獻：

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