水電廠遠(yuǎn)程集控及無人值班運(yùn)行模式的應(yīng)用探索

國家能源集團(tuán)海控新能源有限公司大廣壩水電廠 翁 海

水力發(fā)電廠在當(dāng)下的發(fā)展中，由于其較為特殊的屬性，絕大多數(shù)情況下都需建設(shè)在一些交通并不便利的環(huán)境中，如建設(shè)在人煙較為稀少的山區(qū)中，這樣距離現(xiàn)代城市較遠(yuǎn)，因此對(duì)管理提出了一定的要求。在當(dāng)下采用的遠(yuǎn)程集控與無人值班運(yùn)行模式可避免一線工作人員較大工作壓力，同時(shí)提升水電廠管理效果。

1 無人值班模式

所謂遠(yuǎn)程集控?zé)o人值班模式，就是在水電廠值班過程中一種對(duì)于傳統(tǒng)值班模式的全面變革處理，也是象征現(xiàn)代化水電廠發(fā)展的重要標(biāo)志。這樣的運(yùn)行模式往往對(duì)水電廠的設(shè)備、自動(dòng)化水平、工作人員能力提出了更高的要求。因此為實(shí)現(xiàn)這樣的自動(dòng)化管理與控制，需配備較為完善的一次設(shè)備，同時(shí)設(shè)計(jì)出合理的二次設(shè)備，最后再提升工作人員的工作能力，以此高效率的形成遠(yuǎn)程集控、無人值班的管理制度。

對(duì)于構(gòu)建出的遠(yuǎn)程集控程序，首先可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視及控制等諸多的功能；其次還要在運(yùn)行中對(duì)當(dāng)下控制的水電廠實(shí)現(xiàn)集中控制與遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)的作用，讓工作人員可對(duì)各個(gè)部門和環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的調(diào)整。在數(shù)據(jù)采集與處理方面有效進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理，因此極大提升處理的效果。而對(duì)于自動(dòng)發(fā)電控制與自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn),保障水電廠的正常運(yùn)行[1-2]；最后還可對(duì)當(dāng)下的運(yùn)行情況進(jìn)行全面分析與評(píng)估，以此針對(duì)一些故障、事故等發(fā)揮出指導(dǎo)的作用，最大程度上保障水電廠的安全性。

2 性能優(yōu)良的一次設(shè)備

2.1 一次主設(shè)備

在構(gòu)建水電廠的過程中往往會(huì)使用大量的機(jī)械設(shè)備，如水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器、斷路器及高壓配電裝置等設(shè)備。在這些設(shè)備的管理中需做好設(shè)備的預(yù)試及對(duì)其運(yùn)行中的性能進(jìn)行鑒定，以此保障技術(shù)方面的良好。同時(shí)在技術(shù)檔案資料方面也要保證齊全，保障達(dá)到銘牌上的處理才可投入實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中[3]。在設(shè)備的檢測(cè)中還要重視機(jī)械設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、可靠供電性等諸多因素，還要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修與試驗(yàn)并充分符合規(guī)程中的實(shí)際要求，讓各個(gè)參數(shù)可充分滿足設(shè)備的實(shí)際需求。

2.2 安全可靠的廠用電

廠用電一直都是水電廠運(yùn)行過程中所能到達(dá)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。而廠用電的可靠性也直接決定了水電廠的穩(wěn)定運(yùn)行能力，這就對(duì)無人值班的水電廠提出了更高的運(yùn)行要求。在水電廠的廠用電系統(tǒng)上，一般都需分為10kV及400V的兩級(jí)電壓。10kV系統(tǒng)中采用三相星型的接線類型，在中性點(diǎn)并不會(huì)出現(xiàn)接地的情況。400V系統(tǒng)采用三相四線制成的星型接線，在中性點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)直接接地情況。

在廠用電源的系統(tǒng)構(gòu)建中要進(jìn)行完善化的處理。保障10kV及400V母線可分段進(jìn)行運(yùn)行，在不同運(yùn)行段要至少安裝兩個(gè)備用電源。廠用電源的采購要盡可能選擇一些機(jī)端高壓廠所使用的變壓器當(dāng)作供電中的主要電源類型。在地方變電所中的外來供電要當(dāng)做備用的電源類型。此外，水電廠的電源配置上還要充分滿足當(dāng)下柴油發(fā)電機(jī)的實(shí)際需求，以此成為應(yīng)急保安電源。

廠用電源還要擁有較為先進(jìn)的電源自動(dòng)投入裝置，可很好的讓雙電源都當(dāng)做相互備用。這樣的運(yùn)行模式下最大程度保障設(shè)備在出現(xiàn)故障時(shí)可讓備用電源第一時(shí)間投入使用。而在廠用電運(yùn)行參數(shù)調(diào)試上，需基于數(shù)字量與模擬量等形式進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而充分保障計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可投入運(yùn)行，便于工作人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行監(jiān)視，最大程度上保障用電的安全性和可靠性。

2.3 直流電源

首先在直流電源的配置過程中需采用冗余的配置方式并形成分段運(yùn)行的方式，同時(shí)互為備用電源。之后還要工作人員可積極進(jìn)行調(diào)試工作，只有充分保障調(diào)試工作的順利，才可將其設(shè)備投入使用；其次還要在線路安裝蓄電池在線巡視裝置，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡檢、故障報(bào)警的諸多功能。還要配備絕緣檢測(cè)儀以對(duì)其直流母線、蓄電池回路及所有的主饋線回路產(chǎn)生良好的絕緣效果。還要讓系統(tǒng)當(dāng)中的監(jiān)控系統(tǒng)有較高通信能力，可最大程度保障計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 安全可靠的二次設(shè)備

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)

整個(gè)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，需形成開放式分層部分的系統(tǒng)類型，并構(gòu)建出全分布式數(shù)據(jù)庫，這樣就可讓系統(tǒng)基于實(shí)際的要求能夠具備冗余配置的效果，最大程度提升安全性。在水電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方面，還要搭配1套冗余的SCADA/AGC/AVC服務(wù)器，同時(shí)還要搭配冗余歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，再配備一定的防火墻體系以保障系統(tǒng)安全性，抵御一些外在的危險(xiǎn)。這樣就可構(gòu)建出較為完善的監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)整個(gè)水電廠都形成較為良好的效果。

3.2 通信與保護(hù)系統(tǒng)

在構(gòu)建通信系統(tǒng)的過程中，無人值班模式下的水電廠往往需要基于實(shí)際的要求，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)通道當(dāng)作主用的通道，同時(shí)讓電信通道當(dāng)做備用的通道，這樣可實(shí)現(xiàn)通信通道的冗余配置，充分保障通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還要配置衛(wèi)星通道，可當(dāng)做緊急備用的通道。對(duì)于無人值班水電廠而言，一次設(shè)備的保護(hù)需要基于冗余原則進(jìn)行相應(yīng)的配置，還要基于快速切除故障的主保護(hù)，讓其出現(xiàn)機(jī)械事故后可高效率進(jìn)行自行處理與控制，最大程度保障其他位置不會(huì)受到嚴(yán)重影響。

3.3 自動(dòng)化輔助系統(tǒng)

對(duì)在系統(tǒng)中搭配了機(jī)組的調(diào)速器系統(tǒng)而言，在該系統(tǒng)中采用了微機(jī)調(diào)速器，因此在實(shí)際的運(yùn)行過程中要充分保障調(diào)速器的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)性能方面也要充分滿足實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在平均無故障時(shí)基本都需將故障時(shí)間可達(dá)到8670h以上。而在調(diào)速器發(fā)生故障時(shí)則需具備自動(dòng)停機(jī)的相關(guān)功能。這樣的處理下可保障壓油裝置的穩(wěn)定工作，其次還要具備自動(dòng)補(bǔ)氣的裝置。而在漏油的裝置上還要保障具備著較高的容量，同時(shí)也要充分保障工作的穩(wěn)定性。在這樣的運(yùn)行模式下才可讓其上位機(jī)可以具備較高的通訊能力。

在機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，本系統(tǒng)采用了雙通道自并勵(lì)的微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。這種勵(lì)磁系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運(yùn)行下去，以此讓其性能方面可充分滿足相關(guān)要求。而在靜止勵(lì)磁的可控硅功率，以及在系統(tǒng)中的風(fēng)扇出現(xiàn)故障時(shí)，該系統(tǒng)就需有著自動(dòng)控制的能力。如，馬上可進(jìn)行風(fēng)壓檢測(cè)或?qū)︼L(fēng)機(jī)缺相進(jìn)行運(yùn)行；其次讓系統(tǒng)中滅磁系統(tǒng)可穩(wěn)定的運(yùn)行下去；系統(tǒng)中要采用環(huán)氧澆筑變壓器，或可在有條件情況下，采用干式變壓器的方式將其與上位機(jī)的通訊功能保持良好的效果[3]。

輔機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)建主要涉及水電廠輔機(jī)系統(tǒng)中的透平油、滲漏排水、消防系統(tǒng)、氣系統(tǒng)等諸多系統(tǒng)和設(shè)備，只有在這些先進(jìn)機(jī)械設(shè)備與先進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)建下，才可順利實(shí)現(xiàn)水電廠自動(dòng)控制需求。在信息處理方面，需將信息都輸入到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，以此進(jìn)行針對(duì)性的數(shù)據(jù)分析與處理。

4 遠(yuǎn)程集控、無人值班下的管理模式

制定管轄權(quán)限劃分。在當(dāng)下的遠(yuǎn)程集控、無人值班工作中，基本基礎(chǔ)管理制度方面需充分保持制定出明確的規(guī)定，同時(shí)制定出設(shè)備的管轄范圍，以此可對(duì)監(jiān)理出來的遠(yuǎn)程集控程序起到一定的效果。在設(shè)備管轄權(quán)劃分的過程中，一般為調(diào)度管轄與許可的設(shè)備都需得到集控管理。

集控與電廠的信息溝通機(jī)制。在無人值班的電廠運(yùn)行中需積極與遠(yuǎn)程集控運(yùn)行的中心構(gòu)建出高效率的信息通信機(jī)制，以此有效避免出現(xiàn)電廠生產(chǎn)與集控間存在溝通不及時(shí)問題出現(xiàn)，嚴(yán)重的導(dǎo)致工作出現(xiàn)脫節(jié)、推諉現(xiàn)象，充分保障無人值班電廠與遠(yuǎn)程集控運(yùn)行的中心始終保持著及時(shí)溝通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理解的一致性。

電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的反應(yīng)機(jī)制。在當(dāng)下發(fā)展中電廠雖采用無人值班模式，但還要配備一定的應(yīng)急處理人員以處理一些較為棘手的問題。因此就要制定出科學(xué)合理的應(yīng)急處置人員的管理制度，配置工作手冊(cè)并讓其現(xiàn)場(chǎng)人員可在得到遠(yuǎn)程監(jiān)控人員工作命令后及時(shí)達(dá)到指定工作現(xiàn)場(chǎng)，完成指令內(nèi)容。

遠(yuǎn)程集控人員。在遠(yuǎn)程集控人員工作過程中，由于無法及時(shí)來到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工作，因此需利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)當(dāng)下水電廠的整體運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)分析與掌握，之后利用信息分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)一些機(jī)械設(shè)備所存在的故障問題，最大程度控制故障的影響范圍，并積極采用一些針對(duì)性手段，將指令下達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員，這樣就可形成馬上處理故障的效果。這對(duì)于水電廠的自動(dòng)化發(fā)展起到十分關(guān)鍵的作用。同時(shí)還要定期對(duì)運(yùn)行人員開展培訓(xùn)工作，這樣才可實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的管理。