梯級(jí)水電站、水電站群“柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)”初步探討

徐祝山

（四川華電雜谷腦水電開發(fā)有限責(zé)任公司,四川 成都 610091）

梯級(jí)水電站、水電站群“柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)”初步探討

徐祝山

（四川華電雜谷腦水電開發(fā)有限責(zé)任公司,四川 成都 610091）

1 問題的提出

近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自控技術(shù)飛速發(fā)展，水電站的自動(dòng)化水平迅速提高，并已經(jīng)逐步出現(xiàn)了梯級(jí)水電站、水電站群的梯級(jí)調(diào)度、集中監(jiān)控。

在水電站中，以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為中心，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、大壩自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、主要設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電能自動(dòng)采集系統(tǒng)等和其他現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)各自獨(dú)立工作并實(shí)現(xiàn)某種程度的互動(dòng)。

一些水電開發(fā)公司已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了梯級(jí)水電站、水電站群的梯級(jí)調(diào)度、集中控制，為流域梯級(jí)水電站、水電站群優(yōu)化調(diào)度、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了條件，流域梯級(jí)水電站、水電站群綜合經(jīng)濟(jì)效益得到了提高，運(yùn)行方式得到了優(yōu)化。

但是在實(shí)際工作中，水電開發(fā)公司的梯級(jí)水電站、水電站群的梯級(jí)調(diào)度中心、集中控制中心實(shí)際獲得對(duì)所屬水電站直接進(jìn)行在線控制和調(diào)度權(quán)的并不多，絕大多數(shù)水電站直接接受電網(wǎng)公司調(diào)度中心的指令，多數(shù)梯級(jí)水電站、水電站群的梯級(jí)調(diào)度中心、集中控制中心的許多功能沒有得到實(shí)際使用，大量實(shí)時(shí)信息被提供給水電開發(fā)公司領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)技術(shù)人員作為了解生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況的信息和決策參考依據(jù)。

建設(shè)梯級(jí)水電站、水電站群梯級(jí)調(diào)度中心、集中控制中心花費(fèi)了大量的人力和資金，使用了大量的軟硬件設(shè)備、專用的和租用的通道、接口，占用了較大的建筑面積，維護(hù)成本也很高，更新周期短，如果多數(shù)功能不能實(shí)際使用，從經(jīng)濟(jì)角度來講，有些不劃算。

如其這樣，不如依靠現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使用少量的軟硬件設(shè)備，利用通用互聯(lián)網(wǎng)，使用很小的建筑面積，取得特定的準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息，為水電開發(fā)公司的領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)技術(shù)人員了解生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況服務(wù)，為遠(yuǎn)方?jīng)Q策和操控水電站提供參考依據(jù)，實(shí)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)方控制，實(shí)現(xiàn)柔軟集中監(jiān)控功能。

2 什么是柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)

梯級(jí)水電站、水電站群梯級(jí)調(diào)度中心、集中控制中心通過特定的接口系統(tǒng)、特定的傳輸通道、特定的數(shù)據(jù)保安系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中心與各水電站的連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制功能。

安全可靠地實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水電站、水電站群的遠(yuǎn)方監(jiān)控功能需要特定的通道，需要大量的軟硬件設(shè)備和較長(zhǎng)時(shí)間的開發(fā)調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度和可靠性要求的不同，投資在一千萬到幾千萬元不等，特別復(fù)雜和可靠性要求特別高的系統(tǒng)花費(fèi)需要上億元。每年還需一定的維護(hù)費(fèi)用。定期的改造升級(jí)也是必不可少的。

當(dāng)然，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)有很多優(yōu)勢(shì)，特別是獲得了對(duì)所屬水電站實(shí)時(shí)控制和調(diào)度權(quán)的水電開發(fā)公司梯級(jí)水電站、水電站群梯級(jí)調(diào)度中心，能夠直接進(jìn)行有效的負(fù)荷優(yōu)化分配和水情優(yōu)化調(diào)度，具有非常現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義。

但是，如果水電開發(fā)公司的梯級(jí)水電站、水電站群梯級(jí)調(diào)度中心、集中控制中心沒有獲得實(shí)時(shí)控制和調(diào)度權(quán)，從經(jīng)濟(jì)意義上說，花費(fèi)這么多的資金，就不一定合算了。

當(dāng)然，不采取任何措施對(duì)各水電站進(jìn)行負(fù)荷優(yōu)化分配和水情優(yōu)化調(diào)度、協(xié)調(diào)，任由電力調(diào)度中心進(jìn)行調(diào)度，也是不行的。經(jīng)濟(jì)可行的能夠?qū)崿F(xiàn)多數(shù)上述功能的替代方案就是柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)。

柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是：利用各水電站和河流已經(jīng)存在的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、水電站大壩和水輪發(fā)電機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，按照一定的更新周期，運(yùn)用通用互聯(lián)網(wǎng)，傳輸?shù)饺彳浖斜O(jiān)控中心，柔軟集中監(jiān)控中心對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，在中心的顯示屏進(jìn)行顯示，對(duì)運(yùn)行方式、負(fù)荷分配、水能利用情況進(jìn)行分析研究，然后做出是否需要調(diào)整運(yùn)行方式、負(fù)荷分配、水庫運(yùn)用情況的判斷，若需調(diào)整，做出調(diào)整方案，經(jīng)過一定的核準(zhǔn)手續(xù)，發(fā)送到各水電站，各水電站經(jīng)過必要的調(diào)度審批手續(xù)，執(zhí)行調(diào)整命令。

3 目前國內(nèi)水電站自動(dòng)化水平狀況

目前國內(nèi)水電站自動(dòng)化水平差別很大。部分水電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無人值班、遠(yuǎn)方監(jiān)控，已經(jīng)達(dá)到或者接近國際先進(jìn)水平；多數(shù)水電站實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控，少人值班；也有仍然比較落后的，沒有采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的水電站。多數(shù)水電站雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控，但是由于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備、現(xiàn)地控制系統(tǒng)、自動(dòng)化元件性能和可靠程度不夠高，必須有人24h值班，隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)各種故障和異常狀況。

要想使多數(shù)水電站達(dá)到能夠?qū)崿F(xiàn)無人值班的程度，需要投入大量的資金，以完成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備、現(xiàn)地控制系統(tǒng)、自動(dòng)化元件的技術(shù)改造和設(shè)備升級(jí)。由于在今后較長(zhǎng)的期限內(nèi)國內(nèi)就業(yè)壓力仍然很大，人工成本仍然較低，技術(shù)改造和設(shè)備升級(jí)的成本仍然大于人工成本的降低，在今后一個(gè)較長(zhǎng)的期限內(nèi)，有人24h值班的水電站仍然占據(jù)主流位置。

因此，梯級(jí)水電站、水電站群柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)在多數(shù)水電開發(fā)公司實(shí)行是經(jīng)濟(jì)可行的，也沒有太大的技術(shù)障礙。

根據(jù)初步測(cè)算，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水電站、水電站群柔軟集中監(jiān)控相對(duì)于梯級(jí)水電站、水電站群實(shí)時(shí)梯級(jí)調(diào)度、集中控制投資少得多，一個(gè)完整的柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)總投資大約在幾十萬到幾百萬元，投資額大約相當(dāng)于集中監(jiān)控系統(tǒng)的2%～5%。

4 柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

考慮到電力營(yíng)銷工作、員工發(fā)展和穩(wěn)定因素，柔軟集中監(jiān)控中心應(yīng)該設(shè)置在大中城市。

柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是優(yōu)化流域梯級(jí)水電站、水電站群的水能利用、防汛調(diào)度、優(yōu)化負(fù)荷分配、優(yōu)化運(yùn)行方式等。

這些優(yōu)化工作基本上是在一個(gè)水電開發(fā)公司內(nèi)進(jìn)行的，更大范圍的優(yōu)化則必須由更高級(jí)的柔軟集中控制中心完成，甚至需要由省級(jí)、區(qū)域級(jí)甚至國家級(jí)電力調(diào)度中心完成。

實(shí)際上，這些優(yōu)化工作我們一直在做，但是作為一個(gè)柔軟集中控制系統(tǒng)的概念提出來，這還是第一次。有了柔軟集中控制系統(tǒng)的概念之后，必然會(huì)出現(xiàn)柔軟集中控制中心這樣的實(shí)體機(jī)構(gòu)，有固定的工作地點(diǎn)，具有一定的工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)24h有人值班，能夠?yàn)樗婇_發(fā)公司、區(qū)域發(fā)電公司甚至更大規(guī)模的電力公司獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。這就是柔軟集中監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能。

TP273

B

1672-5387（2010）02-0028-02

2010-01-26

徐祝山（1961-），男，工學(xué)學(xué)士，工商管理碩士，高級(jí)工程師。四川華電雜谷腦水電開發(fā)有限責(zé)任公司黨委書記、總經(jīng)理。